如圖所示，相距爲d的平行金屬板A、B豎直放置，在兩板之間水平放置一絕緣平板．有一質量m、電荷量q（q＞0）的小...
問題詳情：
如圖所示，相距爲d的平行金屬板A、B豎直放置，在兩板之間水平放置一絕緣平板．有一質量m、電荷量q（q＞0）的小物塊在與金屬板A相距L處靜止．若某一時刻在金屬板A、B間加一電壓，小物塊與金屬板只A發生了一次碰撞，碰撞後電荷量變爲﹣
，並以與碰前大小相等的速度反方向*回．已知小物塊與絕緣平板間的動摩擦因素爲μ，若不計小物塊電荷量對電場的影響和碰撞時間．則：
（1）小物塊與金屬板A碰撞前瞬間的速度大小是多少？
（2）小物塊碰撞後經過多長時間停止運動？停在何位置？
【回答】
考點： 理想氣體的狀態方程；封閉氣體壓強．
專題： 理想氣體狀態方程專題．
分析： 該題的研究情景是電場，能夠對小物體進行受力分析，運用牛頓第二定律結合運動學公式求解問題．要注意小物塊與A板碰撞時物理量的改變對問題研究的影響．
解答： 解：（1）加電壓後，由於UAB是負值，所以B極板電勢高於A板，電場強度的方向是水平向左．
小物塊在電場力作用與摩擦力共同作用下向A板做勻加速直線運動．電場強度爲E=
=
；
小物塊所受的電場力與摩擦力方向相反，則合外力爲 F合=qE﹣μmg=
﹣μmg=
μmg；
故小物塊運動的加速度爲a=
=
μg
設小物塊與A板相碰時的速度爲v1，由 v12﹣0=2a1L，
解得：v1=
；
（2）小物塊與A板相碰後以v1大小相等的速度反*，因爲電荷量及電*改變，
電場力大小與方向發生變化，摩擦力的方向發生改變，小物塊所受的合外力大小爲：F合′=μmg+
=
，
加速度大小爲a2=
=
，
設小物塊碰後到停止的時間爲 t，注意到末速度爲零，有 0﹣v1=﹣a2t，解得：t=
=
，
設小物塊碰後停止時距離爲x，注意到末速度爲零，有 0﹣v12=﹣2a2x，解得：x=
=2L；
答：（1）小物塊與金屬板A碰撞前瞬間的速度大小是
；
（2）小物塊碰撞後經過
停止運動，停在2l處或距離A板爲2L．
點評： 本題考查電場中的動力學問題，受力分析、求合力、求加速度、運用運動學公式求解一些物理量．要注意研究問題的情景隨運動過程的改變．
知識點：氣體的等溫變化
題型：計算題
