如图所示,在光滑水平面右侧有一竖直的弹性墙壁,墙壁左侧停放一足够长、质量为
M的平板小车,质量
m(
M=3
m)的可看作质点的物块从小车左端以速度
v0滑上车的水平面,已知物块与车面间动摩擦因数为
μ,小车与墙壁碰撞后每次均能原速率弹回。
(1)若在小车与墙壁碰撞前,物块与小车已相对静止,则碰前二者的共同速度多大?小车初始与墙壁的距离
so应该满足的条件是什么?
(2)若

,最终小车与物块间产生的内能是多少?
(3)若小车与墙壁发生一次碰撞后,物块和小车最终都停止,则小车最初与墙壁间距离
so应该是多少?在此情形下物块最终距车左端多远?
(15分)解:(1)以最大速度从
O点垂直金属条向左垂直射入磁场的光电子,做圆周运动打在
C点,其轨迹半径为
R=

…………………………………………………………………1分 由洛仑兹力公式和牛顿第二定律有

……………………………1分 设该金属的逸出功为
W,由爱因斯坦光电效应方程有

………2分 而

…………………………………………………1分 上述方程联立解得

…………………………………………2分 (2)设光电子在磁场中运动的时间为
t,轨迹半径为
r,同理有

光电子转过的圆心角为

……………………………………2分或

…………………………………1分 光电子作圆周运动的周期

……………………………………1分 且有

……………………………………1分上述方程解得,光电子在磁场中运动的时间

……………2分或

……………1分