如图18所示,质量为M="2"kg的小车A静止在光滑水平面上,A的右端停放有一个质量为m="0.4"kg带正电荷q="0.8"C的小物体B.整个空间存在着垂直纸面向里磁感应强度B=0.5T
◎ 题目
如图18所示,质量为M ="2" kg的小车A静止在光滑水平面上,A的右端停放有一个质量为m ="0.4" kg带正电荷q ="0.8" C的小物体B.整个空间存在着垂直纸面向里磁感应强度B =0.5T的匀强磁场,现从小车的左端,给小车A一个水平向右的瞬时冲量I ="26" N·s,使小车获得一个水平向右的初速度,物体与小车之间有摩擦力作用,设小车足够长,求: (1)瞬时冲量使小车获得的动能. (2)物体B的最大速度. (3)在A与B相互作用过程中系统增加的内能.(g =10m/s2) |
◎ 答案
(1)169J(2)vB=" 10m" / s(3)28J |
◎ 解析
(1)瞬时冲量和碰撞是一样的,由于作用时间极短,可以忽略较小的外力的影响,而且认为,冲量结束后物体B的速度仍为零,冲量是物体动量变化的原因,根据动量定理即可求得小车获得的速度,进而求出小车的动能. I = Mv0 (1分) v0 = I / M =" 13m" / s (1分) Ek = Mv02 / 2 = 169J(1分) (2)小车A获得水平向右的初速度后,由于A、B之间的摩擦,A向右减速运动B向右加速运动,由于洛伦兹力的影响,A、B之间摩擦也发生变化,设A、B刚分离时B的速度为vB,则: BqvB = mg (1分) 即vB = mg / Bq =" 10m" / s (2分) 若A、B能相对静止。设共同速度为v,由Mv0 = (M + m)v (2分) 解得v =" 10.8m" / s (1分) 因vB<v,说明A、B在没有达到共同速度前就分离了, 所以B的最大速度为vB=" 10m" / s. (1分) (3)由于洛伦兹力的影响,A、B之间的摩擦力逐渐减少,因此无法用Q = fs求摩擦产生的热量,只能根据机械能的减少等于内能的增加来求解. 由于B物体在达到最大速度时,两个物体已经分离,就要根据动量守恒定律求这时A的速度,设当物体B的速度最大时物体A的速度为vA A、B系统水平方向动量守恒:Mv0 = MvA + mvB (2分) ∴vA = (Mv0 – mvB) / M =" 11m/s " (1分) Q =ΔE = Mv02 / 2 – MvA2 / 2 – mvB2 / 2 =" 28J " (2分) |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图18所示,质量为M="2"kg的小车A静止在光滑水平面上,A的右端停放有一个质量为m="0.4"kg带正电荷q="0.8"C的小物体B.整个空间存在着垂直纸面向里磁感应强度B=0.5T…”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。- 最新内容
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上一篇:如图,在光滑的绝缘平面上方,有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m、带有电量+q的钢球C静止放于平面上,另一质量为2m、与C球等大的不带电的钢球A,以速度v与C球发生弹性正碰
下一篇:如图所示,在光滑的水平地面上,有A、B、C三个物体处于静止状态,三者质量均为m,物体A的ab部分为半径为R的光滑1/4圆弧,bd部分水平且粗糙,现让小物体C自a点静止释放,当小
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