题目

题型：北京期末题难度：来源：

如图所示，水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板，轨道所在空间存在E=4.0×l0²N/C、水平向左的匀强电场。一个质量m= 0.10kg、带电荷量q=5.0×10^-5C的滑块（可视为质点），从轨道上与挡板相距x₁=0. 20m的P点由静止释放，滑块在电场力作用下向左做匀加速直线运动。当滑块与挡板碰撞后滑块沿轨道向右做匀减速直线运动，运动到与挡板相距x₂=0.10m的Q点时，滑块第一次速度减为零，若滑块在运动过程中，电荷量始终保持不变，求：
（1）滑块沿轨道向左做匀加速直线运动的加速度的大小；
（2）滑块从P点运动到挡板处的过程中，电场力所做的功；
（3）滑块第一次与挡板碰撞的过程中损失的机械能。

答案

解：（1）设滑块沿轨道向左做匀加速运动的加速度为a，此过程滑块所受合外力F=qE=2.0×10^-2N
根据牛顿第二定律F=ma，解得a=0.20 m/s² 
（2）滑块从P点运动到挡板处的过程中，电场力所做的功W₁= qEx₁=4.0×10^-3J
（3）滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能等于滑块由P点运动到Q点的过程中电场力所做的功，即 △E= qE(x₁-x₂)=2.0×10^-3J。