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如图所示,匀强电场中沿电场线方向上依次有A、B、C三点,AB=BC=1.4m,质量m=0.02kg的带电小球甲以v0=20m/s的速度从A点向C点运动,经过B点时速度为3v0/4,若在BC之间放一质量也为m的不带电的小球乙,甲和乙碰撞后结为一体,运动到C点时速度恰好为0.若小球所受重力远小于电场力而可以忽略,小球在运动中只受电场力作用.求:
(1)碰撞中的机械能损失△E;
(2)碰撞前甲的即时速度v;
(3)碰撞后运动的距离s.
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(1)甲球从A到B,由动能定理得:-qE?
.
AB
=
1
2
m(
3v0
4
)2-
1
2
m
v20
;
从A到碰前过程:-qE?(2
.
AB
-s)=
1
2
mv2-
1
2
m
v20
;  
联立上两式得:v=10m/s
(2)碰撞过程,根据动量守恒得:mv=2mv1;
则得v1=0.5v=5m/s
碰撞过程中机械能的损失:△E=
1
2
mv2-
1
2
×2m
v21

代入解得,:△E=0.5J;
(3)对于碰后运动过程,由动能定理得:-qE?s=0-
1
2
m
v21
;    
代入解得 s=0.4m.
答:
(1)碰撞中的机械能损失为0.5J;
(2)碰撞前甲的即时速度为10m/s;
(3)碰撞后运动的距离为0.4m.
练习册系列答案
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1000
1000
V/m.

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3
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