如图所示,将带电量Q=0.5C、质量m’=0.3kg的滑块放在小车绝缘板的右端,小车的质量M=0.5kg,滑块与绝缘板间的动摩擦因数μ=0.4,小车的绝缘板足够长,它们所在的空间存在

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,将带电量Q=0.5C、质量m’=0.3kg的滑块放在小车绝缘板的右端,小车的质量M=0.5kg,滑块与绝缘板间的动摩擦因数μ=0.4,小车的绝缘板足够长,它们所在的空间存在着磁感应强度B=20T的水平方向的匀强磁场,磁场方向如图所示.开始时小车静止在光滑水平面上,一摆长L=1.25m、摆球质量m=O.15kg的摆从水平位置由静止释放,摆到最低点时与小车相撞,如图所示,碰撞后摆球恰好静止(g取10m/s2).求:
(1)摆球与小车的碰撞过程中系统损失的机械能△E;
(2)碰撞后小车的最终速度.
魔方格

◎ 答案

(1)小球下摆过程,机械能守恒   mgL=
1
2
m
v20

小球与小车相撞过程,动量守恒      mv0=Mv1
碰撞过程中系统损失的机械能△E=
1
2
m
v20
-
1
2
M
v21
=1.3J
(2)设滑块与小车的最终相同速度V,
动量守恒   Mv1=(M+m′)V=mv0
 此时对滑块,洛仑兹力f=BQ V
而有  f>mg      滑块已离开小车
滑块离开小车时速度v2,则BQ v2=mg
小车此时速度v3,滑块与小车动量守恒
Mv1=M v3+m′v2=mv0
v3=
mv0-mv2
M
=1.3m/s
小车此后保持1.3m/s速度匀速运动
答:(1)摆球与小车的碰撞过程中系统损失的机械能为1.3J;
    (2)碰撞后小车的最终速度为1.3m/s.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,将带电量Q=0.5C、质量m’=0.3kg的滑块放在小车绝缘板的右端,小车的质量M=0.5kg,滑块与绝缘板间的动摩擦因数μ=0.4,小车的绝缘板足够长,它们所在的空间存在…”主要考查了你对  【机械能守恒定律】,【动量守恒定律】,【磁场对运动电荷的作用:洛伦兹力、左手定则】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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