在光滑水平面上放置一宽度为D，电阻不计的光滑固定金属导轨，在直导轨所在的有限区域内存在垂直导轨向下的匀强磁场。垂直导轨横放着质量分别为mA、mB电阻均为R的导体

题文

在光滑水平面上放置一宽度为D，电阻不计的光滑固定金属导轨，在直导轨所在的有限区域内存在垂直导轨向下的匀强磁场。垂直导轨横放着质量分别为m_A、m_B电阻均为R的导体棒A、B，在B的右侧金属导轨中间放一内有炸药的物体C，当物体C内的炸药爆炸，使物体C分裂成两部分，质量为m₁的部分沿桌面并垂直金属棒B向右飞出，另一块质量为m₂的与B金属棒碰撞后粘合，使金属导体棒A经过t时间刚好达到最大速度并离开磁场，并沿接有小圆弧的与水平成θ的金属导轨上升，上升的最大高度为H（设没有能损失）。求
（1）炸药爆炸时释放的能量至少为多少？
（2）A金属导体棒在t时间内产生的热量为多少？
（3）作出A导体自开始运动至运动到最高点的过程的大致速度时间图象。

题型：未知 难度：其他题型

答案

(1)

 (2)

 
(3)

解析

C爆炸过程动量守恒得：m₁v₁=m₂v₂
能量守恒得：


BC碰撞过程动量守恒得：m₂v₂=(m₂+m_B)v_B
ABC相互作用过程动量守恒：m₂v₂=(m₂+m_B+m_A)v_A­
A上升过程机械能守恒得：

考点

据考高分专家说，试题“在光滑水平面上放置一宽度为D，电阻不计的.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。

动量守恒定律

动量守恒定律：
1、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、表达式：m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁'+m₂v₂'。
3、动量守恒定律成立的条件：
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零；
②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计；
③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”：
①矢量性；②瞬时性；③相对性；④普适性。

动量守恒定律与机械能守恒定律的比较：

系统动量守恒的判断方法:

方法一：南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下：
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零，或内力是否远大于外力，从而判断系统的动量是否守恒。
方法二：南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下：
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析，确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况，进而判定系统的动量是否守恒。