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如图所示,在光滑的水平地面上,有一质量为mA=2.0kg的长木板,以v0=14m/s的速度向右运动.若再在A板右端轻放一个带正电荷电荷量为0.20C、质量为0.10kg的物块B,A、B处在B=0.50T的匀强磁场中,A、B间动摩擦因数为μ,相互绝缘,A板足够长,g取10m/s2.试求:
(1)B物块的最大速度;
(2)A板的最小速度;
(3)此过程中A、B系统增加的总内能.
分析:(1)物块B放上A后,B水平方向受到向右的滑动摩擦力做加速运动,在竖直方向B受到重力、A的向上的支持力和向上的洛伦兹力,随着速度的增大,洛伦兹力增大,B对A的压力减小,滑动摩擦力减小,当B所受重力与洛伦兹力平衡时,B做匀速直线运动,速度达到最大,此时A的速度最小.由重力与洛伦兹力平衡求解B物块的最大速度;
(2)根据AB组成的系统动量守恒求解A板的最小速度;
(3)系统机械能的减小转化为内能,根据能量守恒求解此过程中A、B系统增加的总内能.
解答:解:(1)当物块B所受到的竖直向上的洛伦兹力和重力相等时,B对A的压力为零,此时B获得最大速度,则有:
            qvmB=mBg     解得:vm=10 m/s
(2)对A、B物体系统水平方向不受外力,所以系统的动量守恒.当B的速度最大时,B对A没有压力,A的速度最小.规定木板A的初速度方向为正方向.则根据动量守恒定律得:
    mAv0=mAvA+mBvm,
代入解得,A板的最小速度vA=13.5m/s.
(3)根据能量守恒定律得,此过程中A、B系统增加的总内能等于机械能的减小,即有:
△E=
1
2
mA
v
2
0
-
1
2
mA
v
2
A
+
1
2
mB
v
2
m

代入解得,△E=8.75J
答:
(1)B物块的最大速度为10m/s;
(2)A板的最小速度为13.5m/s;
(3)此过程中A、B系统增加的总内能为8.75J.
点评:此题首先分析根据牛顿运动定律分析两物体的运动过程,这是解决力学问题的基础,其次要把握物体运动过程遵行的物理量,即要具有分析问题和解决问题的能力.
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A.小球运动半周,剪断连接A、B的绳子前受到的冲量大些

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A.小球运动半周,剪断连接A、B的绳子前受到的冲量大些
B.剪断连接A、B的绳子后,B、C的机械能增加
C.剪断连接A、B的绳子后,C的机械能不变
D.剪断连接A、B的绳子后,A、B、C的总机械能不变(A未落地前)

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