Question

如圖所示，將帶電量C、質(zhì)量kg的滑塊放在小車(chē)絕緣板的右端，小車(chē)的質(zhì)量=kg，滑塊與絕緣板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=，小車(chē)的絕緣板足夠長(zhǎng)，它們所在的空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度=20T的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向如圖所示。開(kāi)始時(shí)小車(chē)靜止在光滑水平面上，一擺長(zhǎng)=m、擺球質(zhì)量= kg的擺從水平位置由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)時(shí)與小車(chē)相撞（假設(shè)碰撞時(shí)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(chē)的碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能△；

（2）碰撞后小車(chē)的最終速度。

Answer 1

（1）△E=1.3125 J

（2）小車(chē)此后保持1.32m/s速度勻速運(yùn)動(dòng)

解析:

（1）小球下擺過(guò)程,機(jī)械能守恒   =      （2分）

     小球與小車(chē)相撞過(guò)程,動(dòng)量守恒                    （2分）

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

（2）設(shè)滑塊與小車(chē)的最終相同速度為 ，水平方向動(dòng)量守恒  

=（）=          （1分）

       此時(shí)對(duì)滑塊,洛侖茲力=BQ=N     所以有  ＞=3N   

 滑塊已離開(kāi)小車(chē)                  （1分）

設(shè)滑塊剛要離開(kāi)小車(chē)時(shí)速度為，則BQ =                 （2分）

小車(chē)此時(shí)速度為，滑塊與小車(chē)水平方向動(dòng)量守恒

 =＋=                                    （2分）

   ==1.32 m/s                                （2分）

小車(chē)此后保持1.32m/s速度勻速運(yùn)動(dòng)