Question

如圖所示，光滑絕緣桿上套有兩個(gè)完全相同、質(zhì)量都是的金屬球、，帶電量為（，可視為點(diǎn)電荷），不帶電。點(diǎn)是的  中點(diǎn)，且，整個(gè)裝置放在與桿平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。開(kāi)始時(shí)，靜止在桿上之間的某點(diǎn)P處（在與碰撞之前始終靜止于P點(diǎn))，從桿上點(diǎn)以速度向右運(yùn)動(dòng)，到達(dá)點(diǎn)時(shí)速度為，再到P點(diǎn)與球相碰并粘合在一起(碰撞時(shí)間極短)，運(yùn)動(dòng)到時(shí)速度恰好為零。求：

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向       (2) 、兩球碰撞中損失的機(jī)械能

Answer 1

(1)  (2)

解析:

(1)a球從O到M由動(dòng)能定理可得：

 (3分) 解得：(1分)，方向水平向左(1分)

(2)設(shè)兩球碰撞中損失的機(jī)械能，對(duì)a、b球從O到N的全過(guò)程應(yīng)用能的轉(zhuǎn)和守恒定律： (3分)

則碰撞中損失的機(jī)械能為 (2分)

(3)設(shè)a與b碰撞前后的速度分別為、，則根據(jù)動(dòng)量守恒定律，則(3分)

碰撞中減少的機(jī)械能為：  (3分)，

解得：(2分)