如圖所示,足夠長(zhǎng)的光滑絕緣水平面AB右側(cè)平滑連接一光滑的14圓弧BC,整個(gè)裝置處于電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=2×105N/C、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。勁度系數(shù)k=100N/m的彈簧一端固定于豎直墻面上,另一端連接一絕緣且不帶電的物塊P,帶電荷量q=+1×10-4C的物塊Q在電場(chǎng)力的作用下向左壓緊物塊P和彈簧并處于靜止?fàn)顟B(tài),絕緣且不帶電的物塊M靜止于B點(diǎn)?,F(xiàn)對(duì)物塊Q施加一大小為F=20N、方向水平向右的恒力,使物塊P、Q開始運(yùn)動(dòng),P、Q兩物塊分離時(shí),物塊P在某裝置作用下立刻靜止在該位置處(物塊P每次經(jīng)過該位置時(shí)均會(huì)立刻停在該位置),物塊Q向右運(yùn)動(dòng)并與物塊M發(fā)生彈性碰撞。已知三個(gè)物塊大小相同且均可視為質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量均為m=1kg,圓弧BC的半徑R=0.4m,彈簧的彈性勢(shì)能EP=12kx2(x為彈簧的形變量),物塊Q、P碰撞時(shí)為完全非彈性碰撞,整個(gè)過程物塊Q的帶電情況不變。
(1)通過計(jì)算說明物塊Q、M發(fā)生第一次碰撞后,物塊M能否上升到C點(diǎn)。
(2)求物塊Q、P發(fā)生第一次碰撞后,物塊P向左運(yùn)動(dòng)的最大距離。
(3)求從物塊Q、P發(fā)生第一次碰撞開始,物塊P運(yùn)動(dòng)的總路程。
1
4
E
P
=
1
2
k
x
2
(
x
【考點(diǎn)】動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問題.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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