如圖(a),一粗糙、絕緣水平面上有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小滑塊A和B,其電荷量分別為q(q>0)和-q。A右端固定有輕質(zhì)光滑絕緣細(xì)桿和輕質(zhì)絕緣彈簧,彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)。整個(gè)空間存在水平向右場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。A、B與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,其大小均為2qE。t=0時(shí),A以初速度v0向右運(yùn)動(dòng),B處于靜止?fàn)顟B(tài)。在t1時(shí)刻,A到達(dá)位置S,速度為v1,此時(shí)彈簧未與B相碰;在t2時(shí)刻,A的速度達(dá)到最大,此時(shí)彈簧的彈力大小為3qE;在細(xì)桿與B碰前的瞬間,A的速度為2v1,此時(shí)t=t3。0~t3時(shí)間內(nèi)A的v-t圖像如圖(b)所示,v1為圖線中速度的最小值,t1、t2、t3;均為未知量。運(yùn)動(dòng)過程中,A、B處在同一直線上,A、B的電荷量始終保持不變,它們之間的庫(kù)侖力等效為真空中點(diǎn)電荷間的靜電力,靜電力常量為k;B與彈接觸瞬間沒有機(jī)械能損失,彈簧始終在彈性限度內(nèi)。
?
(1)求0~t1時(shí)間內(nèi),合外力對(duì)A所做的功;
(2)求t1時(shí)刻A與B之間的距離;
(3)求t1~t2時(shí)間內(nèi),勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)A和B做的總功;
(4)若增大A的初速度,使其到達(dá)位置S時(shí)的速度為2v1,求細(xì)桿與B碰撞前瞬間A的速度。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/10/11 0:0:2組卷:670引用:1難度:0.1
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