Question

如圖所示，將帶電量C、質(zhì)量kg的滑塊放在小車絕緣板的右端，小車的質(zhì)量=kg，滑塊與絕緣板間的動摩擦因數(shù)=，小車的絕緣板足夠長，它們所在的空間存在著磁感應(yīng)強度=20T的水平方向的勻強磁場，磁場方向如圖所示。開始時小車靜止在光滑水平面上，一擺長=m、擺球質(zhì)量= kg的擺從水平位置由靜止釋放，擺到最低點時與小車相撞（假設(shè)碰撞時間極短），如圖所示，碰撞后擺球恰好靜止。(取10 m/s²) 。求：

（1）擺球與小車的碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能△；

（2）碰撞后小車的最終速度。

Answer 1

（1）△E=1.3125 J

（2）小車此后保持1.32m/s速度勻速運動

解析:

（1）小球下擺過程,機械能守恒   =      （2分）

     小球與小車相撞過程,動量守恒                    （2分）

       碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能       △E=－=1.3125 J  （2分）

（2）設(shè)滑塊與小車的最終相同速度為 ，水平方向動量守恒  

=（）=          （1分）

       此時對滑塊,洛侖茲力=BQ=N     所以有  ＞=3N   

 滑塊已離開小車                  （1分）

設(shè)滑塊剛要離開小車時速度為，則BQ =                 （2分）

小車此時速度為，滑塊與小車水平方向動量守恒

 =＋=                                    （2分）

   ==1.32 m/s                                （2分）

小車此后保持1.32m/s速度勻速運動