题文
如图所示,小车A的质量M=2kg,置于光滑水平面上,初速度v0=14m/s.质量m=0.1kg,带电量q=+0.2C的物体B(可视为质点),轻放在小车A的右端.在A、B所在的空间存在着匀强磁场,方向垂直于纸面向里,磁感应强度B=0.5T,物体与小车之间有摩擦力的作用,设小车足够长,g取10m/s2,求:
(1)B物体在小车上的最大速度;
(2)B物体在小车上时,小车A的最小速度;
(3)此过程中因摩擦而产生的内能是多少?
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)当洛仑兹力等于重力时,是B物体在小车上的最大速度,所以
qvBmB=mg
则vBm=10m/s
(2)当B在小车的上的速度最大时,A的速度最小,所以
由动量守恒有Mv0=mvBm+MvA
解之得 vA=13.5m/s
(3)由能量守恒得
Q=12Mv02-12MvA2-12mvBm2
=8.75J
答:(1)B物体在小车上的最大速度为10m/s.
(2)B物体在小车上时,小车A的最小速度为13.5m/s.
(3)此过程中因摩擦而产生的内能是8.75J.
解析
12
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,小车A的质量M=2kg,置于光.....”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。






