在光滑的水平面上静止着一个质量M=2kg的绝缘平板小车A(足够长),小车的右端放有质量m=0.25kg的物体B(视为质点),A不带电,B带正电,电荷量q=0.25C,竖直MN右边有垂直于纸面

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 功能关系/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

在光滑的水平面上静止着一个质量M = 2kg的绝缘平板小车A(足够长),小车的右端放有质量m = 0.25kg的物体B(视为质点),A不带电,B带正电,电荷量q = 0.25C,竖直MN右边有垂直于纸面向内的匀强磁场(磁场范围足够大),磁感应强度B = 1T,MN距小车右端的距离L = 2m。现对小车施加一水平力F=33N(A、B间有相对运动),当物体B进入磁场时撤去力F,A、B间动摩擦因数μ=0.4,g取10m/s2。求:

(1)从对小车施加力F开始计时,至小车右端达到MN的时间t
(2)整个过程中产生的内能。

◎ 答案

(1) 0.5s     (2) 18.94J

◎ 解析

(1)设小车的加速度为a1,对小车由牛顿第二定律:
 解得:
小车进入磁场前有:
解得:
(2)设F作用时间为t0,对物体B:

物体进入磁场前有:
解得:
撤去F前,B位移:
B的速度:
A位移:
A的速度:
相对位移:
撤去F前系统产生的内能:
撤去F后,设物体能与小车相对静止,设M、m共同速度大小为v,则由动量守恒定律:

得:
因为,所以小车与物体不会相对静止。
设物体恰好离开小车时的速度为
此时小车速度为,则:
撤去F后系统产生的内能为:
即:整个过程中产生的内能为

◎ 知识点

    专家分析,试题“在光滑的水平面上静止着一个质量M=2kg的绝缘平板小车A(足够长),小车的右端放有质量m=0.25kg的物体B(视为质点),A不带电,B带正电,电荷量q=0.25C,竖直MN右边有垂直于纸面…”主要考查了你对  【功能关系】  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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