将带电量Q=0.3C,质量m′=0.15kg的滑块,放在小车的绝缘板的右端,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

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

将带电量Q=0.3 C,质量m′=0.15 kg的滑块,放在小车的绝缘板的右端,小车的质量M=0.5 kg,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="20" T的水平方向的匀强磁场,开始时小车静止在光滑水平面上,当一个摆长为L=1.25 m,摆球质量m=0.4 kg的单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10 m/s2.求:

(1)摆球与小车碰撞过程中系统损失的机械能E是多少?
(2)碰撞后小车的最终速度是多少?

◎ 答案

(1)ΔE=mv2Mv12="1.31J " (2)v2/=1.2m/s

◎ 解析

(1)由机械能守恒定律得:mgL=mv2,  
代入Lg解得v =" 5m/s" 。
m碰撞M的过程中,由动量守恒定律得:
mvMv1 = 0,
代入mM解得v1=1.5m/s
ΔE=mv2Mv12=1.31J
(2)假设m′最终能与M一起运动,由动量守恒定律得:
Mv1=(M+m′)v2
代入m′、M解得v2 = 0.9375m/s
m′以v2=0.83m/s速度运动时受到的向上洛仑兹力f = BQv2=5.625N>m/g=3N
所以m′在还未到v2=0.9375m/s时已与M分开了。由上面分析可知当m′的速度为v3=3/(0.3×20)=0.5m/s时便与M分开了,根据动量守恒定律可得方程:
Mv1 = Mv2/+m/v3      解得v2/=1.2m/s

◎ 知识点

    专家分析,试题“将带电量Q=0.3C,质量m′=0.15kg的滑块,放在小车的绝缘板的右端,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…”主要考查了你对  【动量守恒定律】  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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