高中物理模块六 动量与动量守恒定律 考点3.1 动量与电场习题

考点3 动量与电磁场结合问题
考点3.1 动量与电场
1. 一质量为m ＝6 kg 、带电荷量为q ＝－0.1 C 的小球P 自动摩擦因数μ＝0.5、倾角θ＝
53°的粗糙斜面顶端由静止开始滑下，斜面高h ＝6.0 m ，斜面底端通过一段光滑小圆弧与一光滑水平面相连.整个装置处在水平向右的匀强电场中，场强E ＝200 N/C ，忽略小球在连接处的能量损失，当小球运动到水平面时，立即撤去电场.水平面上放一静止的不带
电的质量也为m 的14
圆槽Q ，圆槽光滑且可沿水平面自由滑动，圆槽的半径R ＝3 m ，如图6所示.(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g ＝10 m/s 2
)
(1) 在沿斜面下滑的整个过程中，P 球电势能增加多少？
(2) 小球P 运动到水平面时的速度大小.
(3) 试判断小球P 能否冲出圆槽Q .
【答案】(1)90 J (2)5 m/s (3)不能
不带电的绝缘小球P 2静止在O 点.带正电的小球P 1离小球P 2左侧的距离为L .现由静止释
放小球P 1，在电场力的作用下P 1与P 2发生正碰后反弹，反弹速度是碰前的23
倍.已知P 1的质量为m ，带电荷量为q ，P 2的质量为5m .求：
(1) 碰撞前小球P 1的速度.
(2) 碰撞后小球P 2的速度.
(3) 小球P 1和小球P 2从第一次碰撞到第二次碰撞的时间和位置.
【答案】方向水平向右 (2)03v ，方向水平向右 (3)
在O 点右侧43L
处
间的变化如图（）所示．不带电的绝缘小球2P 静止在O 点．0=t 时，带正电的小球1P 以速度0v 从A 点进入AB 区域，随后与2P 发生正碰后反弹，反弹速度大小是碰前的23倍，1P 的质量为1m ，带电量为，2P 的质量125m m =,A 、O 间距为0L ，O 、B 间距
340L L =．已知0
002000,32v L T L v m qE ==． (1) 求碰撞后小球1P 向左运动的最大距离及所需时间．
(2) 讨论两球能否在OB 区间内再次发生碰撞．
【答案】(1)
03L 00
L v (2) 两球能在OB 区间内再次发生碰撞
4.质量m a＝3.0kg、长度L＝0.6m、电量q＝＋4.0×10－5C的导体板A在绝缘水平面上，质
量m b＝1.0kg可视为质点的绝缘物体B在导体板A上的左端，开始时A、B保持相对静止一起向右滑动，当它们的速度减小到v0＝3.0m/s时，立即施加一个方向水平向左、场强大小E＝1.0×105N/C的匀强电场，此时A的右端到竖直绝缘挡板的距离为S，此后A、B 始终处在匀强电场中，如图所示。

假定A与挡板碰撞时间极短且无机械能损失，A与B之间（动摩擦因数μ1＝0.25）及A与地面之间（动摩擦因数μ2＝0.10）的最大静摩擦力均可认为等于其滑动摩擦力，g取10m/s2。

试求要使B不从A上滑下，S应满足的条件。

【答案】S≥2.0m。