Question

如圖所示，光滑絕緣桿上套有兩個完全相同、質量都是的金屬球、，帶電量為（，可視為點電荷），不帶電。點是的  中點，且，整個裝置放在與桿平行的勻強電場中。開始時，靜止在桿上之間的某點P處（在與碰撞之前始終靜止于P點)，從桿上點以速度向右運動，到達點時速度為，再到P點與球相碰并粘合在一起(碰撞時間極短)，運動到時速度恰好為零。求：

(1)電場強度的大小和方向       (2) 、兩球碰撞中損失的機械能

Answer 1

(1)  (2)

解析:

(1)a球從O到M由動能定理可得：

 (3分) 解得：(1分)，方向水平向左(1分)

(2)設兩球碰撞中損失的機械能，對a、b球從O到N的全過程應用能的轉和守恒定律： (3分)

則碰撞中損失的機械能為 (2分)

(3)設a與b碰撞前后的速度分別為、，則根據動量守恒定律，則(3分)

碰撞中減少的機械能為：  (3分)，

解得：(2分)