如圖,是固定在水平面上的橫截面為“”形的光滑長直導軌槽,槽口向上,槽內(nèi)放置一金屬滑塊,滑塊上有半徑為R的半圓柱形光滑凹槽,金屬滑塊的寬度為2R,比“”形槽的寬度略。F(xiàn)有半徑為r(r<<R)的金屬小球以水平初速度v沖向滑塊,從滑塊上的半圓形槽口邊緣進入.已知金屬小球的質(zhì)量為m,金屬滑塊的質(zhì)量為3m,全過程中無機械能損失.求:
(1)當金屬小球滑離金屬滑塊時,金屬小球和金屬滑塊的速度各是多大;
(2)當金屬小球經(jīng)過金屬滑塊上的半圓柱形槽的底部A點時,對金屬滑塊的作用力是多大.

【答案】分析:(1)小球和滑塊作用過程,水平方向上動量守恒,系統(tǒng)機械能守恒,據(jù)此列方程即可求解.
(2)當金屬小球經(jīng)過金屬滑塊上的半圓柱形槽的底部A點時二者具有相同速度,根據(jù)動量守恒和機械能守恒求出此時速度,然后根據(jù)向心力公式求解.
解答:解:(1)小球與滑塊相互作用過程中,沿水平方向動量守恒,則有:mv=mv1+3mv2
又因為系統(tǒng)機械能守恒:
得 ,方向向左.,方向向右.
(2)當金屬小球通過A點時,沿導軌方向金屬小球與金屬滑塊具有共同速度v,沿A點切線方向的速度為v′,由動量守恒和機械能守恒得
  mv=(m+3m)v
 
解得 
由牛頓第二定律得
即為對金屬塊的作用力大小為
答:
(1)當金屬小球滑離金屬滑塊時,金屬小球的速度大小是,方向向左,金屬滑塊的速度大小為,方向向右.
(2)當金屬小球經(jīng)過金屬滑塊上的半圓柱形槽的底部A點時,對金屬滑塊的作用力是
點評:本題考查了動量與能量的綜合問題,對于這類問題注意選取研究對象,分析運動過程,根據(jù)相應規(guī)律求解.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:2004全國各省市高考模擬試題匯編·物理 題型:038

如圖所示,MN和PQ是固定在水平面內(nèi)間距L=0.20m的平行金屬軌道,軌道的電阻忽略不計.金屬桿ab垂直放置在軌道上.兩軌道間連接電阻值為R0=1.5Ω的電阻,ab桿的電阻R=0.5Ω.a(chǎn)b桿與軌道接觸良好并不計摩擦,整個裝置放置在磁感強度為B=0.50T的勻強磁場中,磁場方向垂直軌道平面向下.對ab桿施加一水平向右的拉力,使之以v=5.0m/s速度在金屬軌道向右勻速運動.求:

(1)通過電阻R0的電流.

(2)對ab桿施加的水平向右的拉力大。

(3)ab桿兩端的電勢差.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在水平面內(nèi)有一光滑絕緣的圓環(huán),環(huán)上套著一質(zhì)量m、電荷量為q的中間有孔的小球.環(huán)內(nèi)有豎直向下的勻強磁場,磁感應強度為B0,小球正以速度v0沿環(huán)做勻速圓周運動.環(huán)是固定的,半徑為R.當小球經(jīng)過環(huán)上的A點時,磁場開始以k T/s的速率均勻增強.求小球再次經(jīng)過A點時速度的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖12-2-20所示,MN和PQ是固定在水平面內(nèi)間距L=0.2m的平行金屬導軌,軌道的電阻忽略不計.金屬桿ab垂直放置在軌道上.兩軌道間連接有阻值為的電阻,ab桿的電阻.a(chǎn)b桿與導軌接觸良好并不計摩擦,整個裝置放置在磁感應強度為的勻強磁場中,磁場方向垂直軌道平面向下.對ab桿施加一水平向右的拉力,使之以速度在金屬軌道上向右勻速運動.求:

(1)通過電阻的電流;

(2)對ab桿施加的水平向右的拉力大小;

(3)ab桿兩端的電勢差.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖12-2-20所示,MN和PQ是固定在水平面內(nèi)間距L=0.2m的平行金屬導軌,軌道的電阻忽略不計.金屬桿ab垂直放置在軌道上.兩軌道間連接有阻值為的電阻,ab桿的電阻.a(chǎn)b桿與導軌接觸良好并不計摩擦,整個裝置放置在磁感應強度為的勻強磁場中,磁場方向垂直軌道平面向下.對ab桿施加一水平向右的拉力,使之以速度在金屬軌道上向右勻速運動.求:

(1)通過電阻的電流;

(2)對ab桿施加的水平向右的拉力大;

(3)ab桿兩端的電勢差.

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科目:高中物理 來源:0103 期末題 題型:不定項選擇

如圖所示,在水平面內(nèi)固定兩根光滑金屬導軌M、N,ab與cd是兩根與導軌接觸良好的金屬棒,整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中,要使閉合回路中有a→b→c→d方向的感應電流,則下列方法不可能實現(xiàn)的是 

[     ]

A.將ab向左同時將cd向右運動
B.將ab向右同時將cd向左運動
C.將ab向左同時將cd也向左以不同的速度運動
D.將ab向右同時將cd也向右以不同的速度運動

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