Question

如图所示，将带电量C、质量kg的滑块放在小车绝缘板的右端，小车的质量=kg，滑块与绝缘板间的动摩擦因数=，小车的绝缘板足够长，它们所在的空间存在着磁感应强度=20T的水平方向的匀强磁场，磁场方向如图所示。开始时小车静止在光滑水平面上，一摆长=m、摆球质量= kg的摆从水平位置由静止释放，摆到最低点时与小车相撞（假设碰撞时间极短），如图所示，碰撞后摆球恰好静止。(取10 m/s²) 。求：

（1）摆球与小车的碰撞过程中系统损失的机械能△；

（2）碰撞后小车的最终速度。

Answer 1

（1）△E=1.3125 J

（2）小车此后保持1.32m/s速度匀速运动

解析:

（1）小球下摆过程,机械能守恒   =      （2分）

     小球与小车相撞过程,动量守恒                    （2分）

       碰撞过程中系统损失的机械能       △E=－=1.3125 J  （2分）

（2）设滑块与小车的最终相同速度为 ，水平方向动量守恒  

=（）=          （1分）

       此时对滑块,洛仑兹力=BQ=N     所以有  ＞=3N   

 滑块已离开小车                  （1分）

设滑块刚要离开小车时速度为，则BQ =                 （2分）

小车此时速度为，滑块与小车水平方向动量守恒

 =＋=                                    （2分）

   ==1.32 m/s                                （2分）

小车此后保持1.32m/s速度匀速运动