高中物理选修3-5第十六章动量守恒定律同步训练(16)

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(1)若水平面光滑，它们与墙壁碰撞后在水平面上滑行的过程中，离开墙壁的最大距离为多少?

(2)若水平面粗糙，且两滑块与水平面间的动摩擦因数均为 0.50，则两滑块在整个

运动过程中，由于摩擦而产生的热共是多少J?

解：（1）设滑块A 与滑块B相遇时的速度大小为v1 ， 根据动能定理 qEL

12

mv1 得:v1 =6.0m/s

2

滑块A 、B碰撞的过程动量守恒， mv1 m M v 有:v =1.5m/s

两滑块共同运动，与墙发生碰撞后返回，在这段过程中，滑块克服电场力做的功等于滑块动能的减少。设两滑块离开墙的最大距离为L1，则 qE(L1 s)

12

(m M)v 得: L1 =11/40=0.28m

2

（2）在滑块A、B碰撞之前摩擦力做的功为:W1= mgL 0.9 10 3J

设两滑块相遇时滑块A的速度为V1，由动能定理有：

(qE mg)L

12

mV1 得:V1 =33m/s

2

滑块A 、B碰撞的过程动量守恒，mV1 m M V 有 :V 33/4m/s 两滑块共同运动，与墙发生碰撞后返回，在这段过程中，设两滑块最后静止的位置距墙的距离为L2，根据动能定理得:

qE L2 s M m g L2 s 0

12mV

2

在A、B碰撞之后到两滑块停下的过程中，滑块克服摩擦力做的功为

W2= M m g L2 s 5.4 10 3J

整个过程中产生热Q等于滑块克服摩擦力做的功的总和，即 Q = W1 + W2 =1.44〓10-2J

12、如图所示，在边长为a的等边三角形bcd所围区域内有磁感应强度为B、方向垂直纸面向内的匀强磁场，某时刻静止于b点处的原子核X发生α衰变，α粒子沿bc方向射入磁场，经磁场偏转后恰好由d点射出且与cd边相切．已知α粒子质量为m，电量为2e，剩余核的质量为M，衰变过程释放的核能全部转化为动能，求原子核X的质量．

解：设Ｘ核衰变时放出的α粒子的速度为ｖα，在磁场中做匀速圆周运动的半径为ｒ，则由图可知 r atan30 又 ２ｅＢｖα＝ｍｖα2／r， 所以 v

2eBrm

23 eBa

3m

33a