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(l)弹簧第一次压缩到最左边时的弹性势能;

(2)小球在与B板相碰之前,最多能与薄板Q碰撞多少次;

(3)A板的电势为零,当k=2、且小孔右侧的轨道粗糙与带电小球间的滑动摩擦力FJ=时,求带电小球初、末状态的电势能变化量。

答案

1)当P由静止开始释放到弹簧第一次压缩到最左边的过程中根据能的转化和守恒定律可得弹性势能:EP=qEL6分)

2)分析知:小球每次离开Q时的速度大小相同,等于小球第一次与Q接触时速度大小v,根据动能定理可得:qEL=2分)

设小球与薄板Q碰撞n次后恰好向右运动到B板,则:qn(2)

小球与薄板Q碰撞n次后向右运动从与Q分离到恰好到达B板的过程中,根据动能定理可得:-2分)

由以上几式可得:(或取的整数)(2分)

3)设小球第一次弹回两板间后向右运动最远距A板的距离为L1,则:

2分)

设小球第2次弹回两板间后向右运动最远距A板的距离为L2,则:

2分)

而此时电场力:,即带电小球可保持静止。(2分)

所以带电小球初、末状态的电势能变化量:2分)

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