(1)
m / s
(2)
m
(3) Q =0.18J,
m
(1)由于 PQ 部分光滑,滑块 A 只在电场力作用下加速运动,设经时间 t 与 B 相碰, A 与 B 相遇前的速度大小为 v 1,结合后的共同速度大小为 v 2,则
·(2分)
·(2分)
解得
s·(1分)
m / s
滑块 A 、 B 碰撞的过程中动量守恒,即
·(2分)
m / s·(1分)
(2)两滑块共同运动,与墙壁发生碰撞后返回,第一次速度为零时,两滑块离开墙壁的距离最大,设为
,在这段过程中,由动能定理得
·(2分)解得
m·(1分)
(3)由于
N,
N,
,即电场力大于滑动摩擦力, AB 向右速度为零后在电场力的作用下向左运动,最终停在墙角 O 点处,设由于摩擦而产生的热为 Q ,由能量守恒得
J···(2分)
设 AB 第二次与墙壁发生碰撞后返回,滑块离开墙壁的最大距离为
,假设 L 2< s ,在这段过程中,由动能定理得
解得 L 2≈0.064m
L 2<s=0.15m,符合假设,即 AB 第二次与墙壁发生碰撞后返回停在 Q 点的左侧,以后只在粗糙水平面 OQ 上运动。···(2分)
设在粗糙水平面 OQ 部分运动的总路程 s 1,则
·(2分) s 1=0.6m·(1分)
设 AB 相碰结合后的运动过程中通过的总路程是 s 2,则
(2分)
m(1分)