動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量和能量觀點(diǎn)在電學(xué)中的應(yīng)用

1、精品文檔 專題強(qiáng)化十三動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量和能量觀點(diǎn)在電學(xué)中的應(yīng)用 1.本專題是力學(xué)三大觀點(diǎn)在電學(xué)中的綜合應(yīng) 用，高考對(duì)本專題將作為計(jì)算題壓軸題的形式命題 2學(xué)好本專題，可以幫助同學(xué)們應(yīng)用力學(xué)三大觀點(diǎn)分析帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的碰撞問(wèn)題、 電磁感應(yīng)中的動(dòng)量和能量問(wèn)題，提高分析和解決綜合問(wèn)題的能力 3.用到的知識(shí)、規(guī)律和方法有：電場(chǎng)的性質(zhì)、磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用、電磁感應(yīng)的相關(guān)知識(shí)以及 力學(xué)三大觀點(diǎn) 命題點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的動(dòng)量和能量的應(yīng)用 1應(yīng)用動(dòng)量定理可以由動(dòng)量變化來(lái)求解變力的沖量如在導(dǎo)體棒做非勻變速運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題中，應(yīng) 用動(dòng)量定理可以解決牛頓運(yùn)動(dòng)定律不易解答的問(wèn)題 2.在相互平行的水平軌道間的雙棒做切割磁感線運(yùn)

2、動(dòng)時(shí)，由于這兩根導(dǎo)體棒所受的安培力等 大反向，合外力為零，若不受其他外力，兩導(dǎo)體棒的總動(dòng)量守恒，解決此類問(wèn)題往往要應(yīng)用 動(dòng)量守恒定律 類型1動(dòng)量定理和功能關(guān)系的應(yīng)用 1如圖1所示，兩根電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo) 軌豎直放置，相距為 L,導(dǎo)軌上端接電阻 R,寬度相同的水平條形區(qū)域I和n內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng) 度為B、方向垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其寬度均為d ,I和n之間相距為 h且無(wú)磁場(chǎng). 一長(zhǎng)度為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒，兩端套在導(dǎo)軌上，并與兩導(dǎo)軌始終保持良好的 接觸，導(dǎo)體棒從距區(qū)域I上邊界 H處由靜止釋放，在穿過(guò)兩段磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，流過(guò)電阻 R上的電流及其變化情況相同，重力加速度為g.求： 導(dǎo)體

3、棒進(jìn)入?yún)^(qū)域I的瞬間，通過(guò)電阻R的電流大小與方向 導(dǎo)體棒通過(guò)區(qū)域I的過(guò)程，電阻 求導(dǎo)體棒穿過(guò)區(qū)域I所用的時(shí)間 答案 (1)占討2頭，方向向左 R上產(chǎn)生的熱量Q. (2)誅mg(h+ d) B2L2d mg R+ r 2H 解析(1)設(shè)導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域I瞬間的速度大小為 V1, 根據(jù)動(dòng)能定理：mgH = mvi2 由法拉第電磁感應(yīng)定律: E= BLvi 由閉合電路的歐姆定律: 由得: 1= 由右手定則知導(dǎo)體棒中電流方向向右，則通過(guò)電阻 R的電流方向向左. 由題意知，導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域n的速度大小也為 vi, 由能量守恒，得： Q總=mg (h + d) 電阻R上產(chǎn)生的熱量 R Rr mg(h+ d) (

4、3)設(shè)導(dǎo)體棒穿出區(qū)域 I瞬間的速度大小為 V2，從穿出區(qū)域I到進(jìn)入?yún)^(qū)域n , Vi2 V22= 2gh, 得：V2= 2g H h 設(shè)導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域I所用的時(shí)間為t，根據(jù)動(dòng)量定理： 設(shè)向下為正方向：mgt B I Lt = mV2 mVi 此過(guò)程通過(guò)整個(gè)回路的電荷量為: BLd R+ r B2L2d */2 H - h mg r + R ； g (1) 此時(shí)b的速度大小是多少？ (2) 若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，a、b棒最后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)怎樣？ 答案 (1)18 m/s (2)勻加速運(yùn)動(dòng) 解析(1)當(dāng)b棒先向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，在 a和b以及導(dǎo)軌所組成的閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，于是 a棒受到向下的安培力，b棒受到向上的

5、安培力，且二者大小相等 .釋放a棒后，經(jīng)過(guò)時(shí)間 分別以a和b為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)量定理，則有 (mg + F)t = mva (mg F)t = mvb mvo 代入數(shù)據(jù)可解得Vb= 18 m/s 在a、b棒向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，a棒的加速度a1 = g+三，b產(chǎn)生的加速度a2= g 三.當(dāng) 的速度與b棒接近時(shí)，閉合回路中的 逐漸減小，感應(yīng)電流也逐漸減小，則安培力也逐漸 減小，最后，兩棒以共同的速度向下做加速度為g的勻加速運(yùn)動(dòng). 類型2動(dòng)量守恒定律和功能關(guān)系的應(yīng)用 1. 問(wèn)題特點(diǎn) 對(duì)于雙導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，通常是兩棒與導(dǎo)軌構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)其中一棒在外力作用下 獲得一定速度時(shí)必然在磁場(chǎng)中切割磁感線，

6、在該閉合電路中形成一定的感應(yīng)電流；另一根導(dǎo) 體棒在磁場(chǎng)中通過(guò)時(shí)在安培力的作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，一旦運(yùn)動(dòng)起來(lái)也將切割磁感線產(chǎn)生一定的 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，對(duì)原來(lái)電流的變化起阻礙作用 2. 方法技巧 解決此類問(wèn)題時(shí)通常將兩棒視為一個(gè)整體，于是相互作用的安培力是系統(tǒng)的內(nèi)力，這個(gè)變力 將不影響整體的動(dòng)量守恒因此解題的突破口是巧妙選擇系統(tǒng)，運(yùn)用動(dòng)量守恒 （動(dòng)量定理）和功 能關(guān)系求解 (1) c棒的最大速度； (2) c棒達(dá)最大速度時(shí)，此棒產(chǎn)生的焦耳熱； 若c棒達(dá)最大速度后沿半圓軌道上滑，金屬棒c到達(dá)軌道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力的大小 答案 (1)5 m/s (2)1.25 J (3)1.25 N 解析(1)在磁場(chǎng)力作用下

7、，b棒做減速運(yùn)動(dòng)，c棒做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩棒速度相等時(shí)，c棒達(dá)最 大速度.選兩棒為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有 mbvo= (mb+ mc)v 解得c棒的最大速度為：v =vo = vo= 5 m/s mb+ mc2 從b棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到兩棒速度相等的過(guò)程中，系統(tǒng)減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，兩棒中產(chǎn)生的總 熱量為： 1 1 Q= mbvo2 2（mb+ mc）v2= 2.5 J 因?yàn)镽b= Rc,所以c棒達(dá)最大速度時(shí)此棒產(chǎn)生的焦耳熱為Qc= 2 = j25 J (3) 設(shè)c棒沿半圓軌道滑到最高點(diǎn)時(shí)的速度為v ，從最低點(diǎn)上升到最高點(diǎn)的過(guò)程由機(jī)械能守 恒可得： mcv2-如叩2= mcg 2R 解得 v = 3

8、 m/s 在最高點(diǎn)，設(shè)軌道對(duì) c棒的彈力為F，由牛頓第二定律得 mcg + F = mc 解得 F = 1.25 N 由牛頓第三定律得，在最高點(diǎn)c棒對(duì)軌道的壓力為1.25 N，方向豎直向上 2 如圖4所示，平行傾斜光滑導(dǎo)軌與足夠長(zhǎng) 1 的平行水平光滑導(dǎo)軌平滑連接，導(dǎo)軌電阻不計(jì)質(zhì)量分別為m和2m的金屬棒b和c靜止放在 水平導(dǎo)軌上，b、c兩棒均與導(dǎo)軌垂直圖中de虛線往右有范圍足夠大、方向豎直向上的勻強(qiáng) 磁場(chǎng)質(zhì)量為m的絕緣棒a垂直于傾斜導(dǎo)軌靜止釋放， 釋放位置與水平導(dǎo)軌的高度差為h.已知 絕緣棒a滑到水平導(dǎo)軌上與金屬棒 b發(fā)生彈性正碰，金屬棒 b進(jìn)入磁場(chǎng)后始終未與金屬棒 c 發(fā)生碰撞.重力加速度為g

9、.求： (1) 絕緣棒a與金屬棒b發(fā)生彈性正碰后分離時(shí)兩棒的速度大小； (2) 金屬棒b進(jìn)入磁場(chǎng)后，其加速度為其最大加速度的一半時(shí)的速度大??； (3) 兩金屬棒b、c上最終產(chǎn)生的總焦耳熱. 答案(1)0 2gh (2)：；2gh (3)1mgh 1 解析(1)設(shè)a棒滑到水平導(dǎo)軌時(shí)，速度為vo,下滑過(guò)程中a棒機(jī)械能守恒Qmvo2mgh a棒與b棒發(fā)生彈性碰撞 由動(dòng)量守恒定律： mvo= mv1+ mv2 由機(jī)械能守恒定律：|mvo2= ?mv12+ *mv22 解出 V1 = 0, V2= vo= . 2gh (2)b棒剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的加速度最大 . b、c兩棒組成的系統(tǒng)合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒 由

10、動(dòng)量守恒定律: mv2= mv2 m + 2v3 設(shè)b棒進(jìn)入磁場(chǎng)后任一時(shí)刻, b棒的速度為vb, c棒的速度為vc，貝U b、c組成的回路中的感 應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E = BL(Vb vc)，由閉合電路歐姆定律得 1 = R總，由安培力公式得F= BIL = ma，聯(lián) 立得 a= B2L2 vb vc mR總 故當(dāng)b棒加速度為最大值的一半時(shí)有v2= 2(v2 v3，) 聯(lián)立得v2Z (3) 最終b、c以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng) 由動(dòng)量守恒定律： mv2= (m+ m)v 由能量守恒定律：2mv22= 2(m+ m)v2 + Q 1 解出Q= mgh 命題點(diǎn)二電場(chǎng)中動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用 動(dòng)量守恒定律與其他知識(shí)綜

11、合應(yīng)用類問(wèn)題的求解，與一般的力學(xué)問(wèn)題求解思路并無(wú)差異，只 是問(wèn)題的情景更復(fù)雜多樣，分析清楚物理過(guò)程，正確識(shí)別物理模型是解決問(wèn)題的關(guān)鍵 3 如圖5所示，光滑絕緣水平面上方分布著 場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng).質(zhì)量為3m、電荷量為+ q的球A由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)， 與相距為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的不帶電小球 B發(fā)生對(duì)心碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰撞后作為一個(gè)整體 繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng).兩球均可視為質(zhì)點(diǎn)，求： 圖5 (1) 兩球發(fā)生碰撞前 A球的速度大小； (2) A、B碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能； A、B碰撞過(guò)程中B球受到的沖量大小. 答案常治 卒 1 解析 由動(dòng)能定理：EqL = 2 3mv2 (2) A、B碰撞時(shí)間

12、極短，可認(rèn)為 A、B碰撞過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)向右為正方向，由動(dòng)量守 恒定律：3mv = (3m+ m)vi 解得Vi = 3v 4 11 1 系統(tǒng)損失的機(jī)械能：AE = 2x 3mv2 2(3m+ m)vi2= A、B兩球最終的速度 VA、vb的大小. 答案 2gh (2) |mgh (3) ；2gh ；、2gh 解析(1)對(duì)A球下滑的過(guò)程，據(jù)機(jī)械能守恒得： 1 2mgh = 2X 2mvo 解得：Ep= fmgh (3) 當(dāng)兩球相距最近之后，在靜電斥力作用下相互遠(yuǎn)離，兩球距離足夠遠(yuǎn)時(shí)，相互作用力為零, 系統(tǒng)勢(shì)能也為零，速度達(dá)到穩(wěn)定以A球剛進(jìn)入水平軌道的速度方向?yàn)檎较颍?2mvo= 2mv

13、A + mvB, 111 2 x 2mvo2=2mvA2+ 2mvB2 解得：V0= 2gh (2) A球進(jìn)入水平軌道后，兩球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以A球剛進(jìn)入水平軌道的速度方向?yàn)檎?方向，當(dāng)兩球相距最近時(shí)共速：2mvo=(2m+ m)v，解得：v= |vo= f - 2gh 1 據(jù)能量守恒定律：2mgh = (2m+ m) v2 + Ep, 得：Va= 1 命題點(diǎn)三 0 = 3 , 2gh. 磁場(chǎng)中動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用 4 如圖7所示，ab、ef是平行的固定在水平 絕緣桌面上的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為d在導(dǎo)軌左端ae上連有一個(gè)阻值為 R的電阻，一 質(zhì)量為3m,長(zhǎng)為d，電阻為r的金屬棒恰能置于導(dǎo)

14、軌上并和導(dǎo)軌良好接觸.起初金屬棒靜止于 MN位置，MN距離ae邊足夠遠(yuǎn)，整個(gè)裝置處于方向垂直桌面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng) 磁場(chǎng)中，現(xiàn)有一質(zhì)量為 m的帶電荷量為q的絕緣小球在桌面上從 0點(diǎn)（0為導(dǎo)軌上的一點(diǎn)）以 與ef成60角斜向右方射向ab，隨后小球直接垂直地打在金屬棒的中點(diǎn)上，并和棒粘合在一 起（設(shè)小球與棒之間沒(méi)有電荷轉(zhuǎn)移）.棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終和導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌間電場(chǎng)的影 響，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)求： （1）小球射入磁場(chǎng)時(shí)的速度vo的大小; 電阻R上產(chǎn)生的熱量 Qr. 答案 qBd (2) q2B2d2R 3m 72m R+ r 解析(1)小球射入磁場(chǎng)后將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r

15、，其軌跡如圖所示 -J 由幾何知識(shí)可知：d= r + rsi n (90 60) 小球在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng): 由得：vo=聲 vo2 qVoB= (2)小球和金屬棒的碰撞過(guò)程，以向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律得: mvo = (m + 3m)v 金屬棒切割磁感線的過(guò)程中，棒和小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)而轉(zhuǎn)化成焦耳熱: 1 2(m + 3m)v2= Q Qr= R R+ r 由可得: q2B2d2R 72m R+ r 4如圖8所示，水平虛線X下方區(qū)域分布著 方向水平、垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，整個(gè)空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中未畫出）. 質(zhì)量為m、電荷量為+ q的小球P靜止于虛線X上方A點(diǎn)，在

16、某一瞬間受到方向豎直向下、 大小為I的沖量作用而做勻速直線運(yùn)動(dòng) 在A點(diǎn)右下方的磁場(chǎng)中有定點(diǎn)0,長(zhǎng)為I的絕緣輕繩 一端固定于0點(diǎn)，另一端連接不帶電的質(zhì)量同為m的小球Q,自然下垂，保持輕繩伸直，向 右拉起Q,直到繩與豎直方向有一小于 5勺夾角，在P開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的同時(shí)自由釋放 Q, Q到達(dá) 0點(diǎn)正下方 W點(diǎn)時(shí)速率為vo.P、Q兩小球在 W點(diǎn)發(fā)生相向正碰，碰到電場(chǎng)、磁場(chǎng)消失，兩 小球黏在一起運(yùn)動(dòng).P、Q兩小球均視為質(zhì)點(diǎn)，P小球的電荷量保持不變，繩不可伸長(zhǎng)，不計(jì) 空氣阻力，重力加速度為 g. (1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小和P進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率 v; (2)若繩能承受的最大拉力為 F，要使繩不斷，F(xiàn)至少為多大?

17、 答案 2 (1)mg 導(dǎo)體棒ab、cd最終速度的大小; I mv0 + 2mg q m2ml 解析 (1)設(shè)小球P所受電場(chǎng)力為Fi,則Fi= qE 在整個(gè)空間重力和電場(chǎng)力平衡，有Fi = mg 聯(lián)立得e=m 由動(dòng)量定理得1 = mv 設(shè)P、Q相向正碰后在 W點(diǎn)的速度為Vm,以與V0相反的方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律 得 mv mvo= (m+ m)vm 此刻輕繩的拉力為最大，由牛頓第二定律得 m+ m2 F (m+ m)g =l vm 聯(lián)立相關(guān)方程，得 I mvo 2ml 2 _ + 2mg. 1. 如圖1所示，兩根彼此平行放置的光滑金屬導(dǎo)軌，其水平部分足夠長(zhǎng)且處于豎直向下的勻 強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁

18、感應(yīng)強(qiáng)度為B現(xiàn)將質(zhì)量為 mi的導(dǎo)體棒ab放置于導(dǎo)軌的水平段，將質(zhì)量為m2 的導(dǎo)體棒cd從導(dǎo)軌的圓弧部分距水平段高為h的位置由靜止釋放已知導(dǎo)體棒ab和cd接入 電路的有效電阻分別為Ri和R2,其他部分電阻不計(jì)，整個(gè)過(guò)程中兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好 答案 (1)都為應(yīng)一2gh m1+ m2 mu追gh R1 + R2 m1 + m2 且未發(fā)生碰撞，重力加速度為g.求： 解析(1)設(shè)導(dǎo)體棒cd沿光滑圓弧軌道下滑至水平面時(shí)的速度為v0,由機(jī)械能守恒定律m2gh ；m2vo1 導(dǎo)體棒ab所產(chǎn)生的熱量. ，解得vo= , 2gh，隨后，導(dǎo)體棒cd切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在回路中產(chǎn)生感應(yīng) 電流，導(dǎo)體棒cd、a

19、b受到安培力的作用，其中導(dǎo)體棒cd所受的安培力為阻力，而導(dǎo)體棒ab 所受的安培力為動(dòng)力，但系統(tǒng)所受的安培力為零；當(dāng)導(dǎo)體棒cd與導(dǎo)體棒ab速度相等時(shí)，回 路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，回路中無(wú)感應(yīng)電流，此后導(dǎo)體棒cd與導(dǎo)體棒ab以相同的速度勻速運(yùn) 動(dòng)，以vo的方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律可得：m2vo= (mi+ m2)v，解得兩棒最終速度為 v m2 =：；2gh mi + m2 由能量守恒定律可得系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為Q= AE = m2vo2 - (mi+ m2)v2= 由焦耳定律可得，導(dǎo)體棒 ab、cd所產(chǎn)生的熱量之比是：Q2=R2 解得Qi = Rimim2 Ri+ R2 mi+ m2 gh 2. (

20、2018湖南懷化質(zhì)檢)如圖2所示，在光滑絕緣水平面上有兩個(gè)帶電小球A、B，質(zhì)量分別為 3m和m,小球A帶正電q,小球B帶負(fù)電一2q,開(kāi)始時(shí)兩小球相距 so,小球A有一個(gè)水平向 右的初速度vo,小球B的初速度為零，若取初始狀態(tài)下兩小球構(gòu)成的系統(tǒng)的電勢(shì)能為零，試 證明：當(dāng)兩小球的速度相同時(shí)系統(tǒng)的電勢(shì)能最大，并求出該最大值. 答案見(jiàn)解析 va 禾口 VB,以 vo 解析由于兩小球構(gòu)成的系統(tǒng)合外力為零，設(shè)某狀態(tài)下兩小球的速度分別為 的方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得3mvo= 3mvA + mvB 111 所以，系統(tǒng)的動(dòng)能減小量為AEk=1 x 3mvo2-3mvA2-?mvB2 由于系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有

21、電場(chǎng)力做功，所以系統(tǒng)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和守恒，考慮到系統(tǒng)初狀 態(tài)下電勢(shì)能為零，故該狀態(tài)下的電勢(shì)能可表示為 1 2 1 2 1 2 Ep= AEk= x 3mvo2-3mvA2- ?mvB2 聯(lián)立兩式，得Ep= 6mvA2+ 9mvovA- 3mvo2 由式得：當(dāng)Va= 4-vo 3 時(shí)，系統(tǒng)的電勢(shì)能取得最大值，而將 式代入式，得VB = VA =右0 即當(dāng)兩小球速度相同時(shí)系統(tǒng)的電勢(shì)能最大，最大值為 Epmax = 3mV02 8 3. 如圖3所示，型絕緣滑板(平面部分足夠長(zhǎng)),質(zhì)量為4m,距滑板的A壁為L(zhǎng)i的B處 放有一質(zhì)量為 m、電荷量為+ q的大小不計(jì)的小物體，小物體與板面的摩擦不計(jì)，整個(gè)裝

22、置 處于場(chǎng)強(qiáng)為E、水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，初始時(shí)刻，滑板與小物體都靜止，試求： (1) 釋放小物體，第一次與滑板A壁碰前小物體的速度 vi為多大？ 3一 (2) 若小物體與 A壁碰后相對(duì)水平面的速度大小為碰前的5，碰撞時(shí)間極短，則碰撞后滑板速 度為多大？(均指對(duì)地速度) (3) 若滑板足夠長(zhǎng)，小物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到第二次碰撞前，電場(chǎng)力做功為多大? 答案-晉2 2T討 解析(1)對(duì)物體，根據(jù)動(dòng)能定理，有 1 qELi = ?mvi2,得 vi = 2qELi m (2)物體與滑板碰撞前后動(dòng)量守恒，設(shè)物體第一次與滑板碰后的速度為vi，滑板的速度為v, 以水平向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得 mvi = m

23、vi + 4mv 3i 若vi = 5VJ貝U V= i0vi，因?yàn)閂i V,不符合實(shí)際, 故應(yīng)取 Vi =-3vi，則 v =需= - .2qEL1. 555 m (3)在物體第一次與 A壁碰后到第二次與 A壁碰前，物體做勻變速運(yùn)動(dòng), 這段時(shí)間內(nèi)，兩者相對(duì)于水平面的位移相同 滑板做勻速運(yùn)動(dòng)，在 1 所以 1(V2+ V1 )t= vt. 卄 77/2qELi 即 V2 = 5V1 弋m 對(duì)整個(gè)過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理得: 11113 電場(chǎng)力做功 W= -mv12+ (;mv22 zmv1 2) = *qEL1. 2225 4.(2017山東青島一模)如圖4所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌由兩部分組成，左面部分水平，右 面部分為半徑r = 0.5 m的豎直半圓，兩導(dǎo)軌間距離d= 0.3 m，導(dǎo)軌水平部分處于豎直向上、 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 B = 1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩導(dǎo)軌電阻不計(jì).有兩根長(zhǎng)度均為d的金屬棒ab、cd, 均垂直導(dǎo)軌置于水平導(dǎo)軌上，金屬棒ab、cd的質(zhì)量分別為 m1 = 0.2 kg、m2= 0.1 kg，電阻分 別為 尺=0.1 q、R2= 0.2 現(xiàn)讓ab棒以vo= 10 m/s的初速度開(kāi)始水平向右運(yùn)動(dòng)，cd棒進(jìn)入圓軌 道后，恰好能通過(guò)軌道最高點(diǎn) PP, cd棒進(jìn)入圓軌道前兩棒未相碰，