Question

如图16-17所示，质量为100 g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面h为0.8 m.有一质量为200 g的磁铁以10 m/s的水平速度射入并穿过铝环，落在距铝环原位置水平距离3.6 m处.则在磁铁与铝环发生相互作用时

图16-17

(1)铝环向哪边偏斜?它能上升多高?

(2)在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能?

Answer 1

解析:（1）铝环将阻碍磁铁的运动，由于它们之间的力的作用，铝环将向右边偏斜.

穿出铝环后磁铁做平抛运动，则有h=gt²，s=v₁t

磁铁与铝环作用的过程中系统的动量守恒，设磁铁的质量为m₁，铝环的质量为m₂，则

m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂

铝环上升的过程机械能守恒，有×m₂v₂²=m₂gh

由以上各式解得v₁=9 m/s,v₂=2 m/s,h=0.2 m.

（2）由能量守恒得环中产生的电能

E_电=m₁v₀²-m₁v₁²-m₂v₂²=1.7 J.

答案:(1)右边  0.2 m  (2)1.7 J