Question

【題目】如圖所示，水平地面的左側有一高為h=0.72 m的絕緣平臺，過平臺邊緣的虛線左刺有一勻強磁場，進感應強度大小B= 1.0T，方向垂直紙面向里；虛線右側水平地面上有一豎直向上勻強電場，水平地面上立有一根絕緣支柱，支柱上放置一質量m1=0.3kg的小球1。另一質量m2=0.1kg、電荷量q=+0.03C的小球2在平臺上，受到水平向右大小為F=0.41 N的推力作用，沿平臺向右做勻速哀線運動，到達平臺的右邊緣點后撤去推力，小球2將與小球1在水平方向上發生彈性正碰（兩球球心等高），碰后球1電荷量為球2與平臺間的動摩擦因數μ=0.5，取g=10 m/s2。求：

（1）球2碰前的速度大小；

（2）勻強電場強度的大小和球1從碰后到落地過程中水平方向的位移。

Answer 1

【答案】（1）6m/s （2）1.2m

【解析】

（1）球2在平臺上做勻速直線運動，根據平衡條件有：

F=f

f=μN

N=m2g-qBv

聯立解得：

v=6m/s

（2）小球2與小球1在水平方向上發生彈性正碰，說明小球2做勻速直線運動，有：

m2g=qE

解得：

E=N/C

彈性碰撞過程滿足動量守恒和動能守恒，有：

m2v=m2v2+m1v1

=+

聯立解得：

v1=3m/s ，v2=-3m/s

球1碰后水平方向有：

x=v1t

豎直方向有：

h=

m1a=m1g-qE

解得：

x=1.2m