Question

將帶正電量Q="0.3" C，質(zhì)量m′="0.15" kg的滑塊，放在小車的絕緣板的右端，小車的質(zhì)量M="0.5" kg，滑塊與絕緣板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，小車的絕緣板足夠長(zhǎng)，它們所在的空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度B="2.0" T的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，開始時(shí)小車靜止在光滑水平面上，當(dāng)一個(gè)擺長(zhǎng)為L="1.25" m，擺球質(zhì)量m="0.4" kg的單擺從水平位置由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)時(shí)與小車相撞，如圖所示，碰撞后擺球恰好靜止，g取10 m/s².求：

（1）小車碰撞后瞬間的速度是多少？

（2）擺球與小車碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能△E是多少？

（3）碰撞后小車的最終速度是多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）V=4m/s（2）△E=1J（3）V=3.25m/s

【解析】

試題分析：（1）小球下落到最低點(diǎn)時(shí)的速度為，根據(jù)動(dòng)能定理可得：，解得，小球與小車碰撞過(guò)程中，動(dòng)量守恒，故有：，解得：所以小車碰撞后瞬間的速度V=4m/s

（2）小車和小球碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能為：，帶入數(shù)據(jù)可得，

（3）假設(shè)m′最終能與M一起運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)量守恒定律得：

，解得

以速度運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的向上洛侖茲力

所以在還未到時(shí)已與M分開了．由上面分析可知當(dāng)的速度為時(shí)便與M分開了，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得方程：解得

考點(diǎn)：本題考查了機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒定理及洛倫茲力的應(yīng)用，

點(diǎn)評(píng)：要求同學(xué)們能根據(jù)求解需要選擇不同的過(guò)程運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒定理，難度較大．