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如图所示,一对平行金属板竖直固定在置于光滑水平面上的光滑绝缘板上,它们的总质量为M=3.0kg,金属板间距离为d=0.04m,金属板间加一电压为U=1.5×106V的电源,一个质量为m=0.1kg 带电量为q=2.5×106C的小球,以一定的初速度从右板底部小孔沿绝缘板射入两金属板之间,小球恰好不与左端金属板相碰.假设小球带电量始终保持不变.求:(1)小球射入的初速度v0的大小;(2)从小球进入板间至小球刚要到达左侧金属板时,绝缘板向左滑行的距离s(3)小球从右侧小孔飞出时小球的速度大小.","tit

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导读 【解答】解:(1)小球在两金属板之间运动时,系统动量守恒.设小球恰好不与左端金属板相碰时,系统的速度为v,由动量守恒定律得mv0=...
2023-08-28 16:40:08

【解答】解:(1)小球在两金属板之间运动时,系统动量守恒.设小球恰好不与左端金属板相碰时,系统的速度为v,由动量守恒定律得mv0=(M+m)v又由能量守恒得qU=12mv20-12(M+m)v2联立解得 v0=10m/s(2)选绝缘板为研究对象,设小球从进入到与系统共速所用时间为t,由动量定理和牛顿第二定律得:Mv=EqtE=Ud水平方向s=vt2;联立解得:s=0.01m;(3)从不球射入到离开,相当于一次没有机械能损失的碰撞,设小球离开时,小球的速度为v1,绝缘板的速度为v2,根据动量守恒定律及能量守恒可得:mv0=mv1+Mv2;12mv02=12mv12+12Mv22联立解得:v1=-5m/s;故小球从右侧小孔飞出时的速度为5m/s.答:(1)小球射入的初速度v0的大小是10m/s;(2)从小球进入板间至小球刚要到达左侧金属板时,绝缘板向左滑行的距离s为0.01m;(3)小球从右侧小孔飞出时小球的速度大小5m/s;

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