(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.
(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=
mA
-
mA
+
mB
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.
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 |
| v | 2 0 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 A |
| 1 |
| 2 |
| 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.