题文
如图所示,LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切.在虚线OP的左侧,有一竖直向下的匀强电场E1,在虚线OP的右侧,有一水平向右的匀强电场E2和垂直纸面向里的匀强磁场B.C、D是质量均为m的小物块(可视为质点),其中C所带的电荷量为+q,D不带电.现将物块D静止放置在水平轨道的MO段,将物块C从LM上某一位置由静止释放,物块C沿轨道下滑进入水平轨道,速度为v,然后与D相碰,粘合在一起继续向右运动.求:
(1)物块C从LM上释放时距水平轨道的高度h;
(2)物块C与D碰后瞬间的共同速度v共;
(3)物块C与D离开水平轨道时与OP的距离x.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)物块C下滑过程中,由动能定理得:
(mg+qE1)h=12mv2-0,
解得:h=mv22(mg+qE1);
(2)物块C、D碰撞过程动量守恒,以C、D组成的系统为研究对象,以C的初速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:mv=(m+m)v共,解得:v共=v2;
(3)C与D刚要离开水平轨道时对轨道的压力为零,
设此时它们的速度为v′,在竖直方向上,qv'B=2mg…①
CD一起向右运动过程中,由动能定理得:qE2x=12×2mv′2-12×2mv2共…②
由①②解得:x=m2qE2(4mg2q2B2-v24);
答:(1)物块C从LM上释放时距水平轨道的高度h=mv22(mg+qE1);
(2)物块C与D碰后瞬间的共同速度v共=v2;
(3)物块C与D离开水平轨道时与OP的距离x=m2qE2(4mg2q2B2-v24).
解析
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考点
据考高分专家说,试题“如图所示,LMN是竖直平面内固定的光滑绝.....”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。





