如图所示,光滑水平面上有垂直向里、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,质量为M=2kg的平板小车以V
0=14m/s的速度在水平面上运动,将质量为m=0.1kg、电量q=+0.2C的绝缘小物块,无初速地放在小车的右端,小车足够长,与物块之间有摩擦,g取10m/s
2。求:
(1)物块的最大速度;
(2)小车的最小速度;
(3)产生的最大内能。
解:(1)物块放在上小车后,物块加速而小车减速,设最后两者相对静止,则由动量守恒定律MV
0=(M+m)V…………………………………………………………………………(2分)得V=13.3m/s………………………………………………………………………(1分)因qBV=1.33N>mg=1N……………………………………………………………(3分)故在物块与小车不会相对静止,即物块的最大速度V
m由qBV
m=mg…………………………………………………………………………(2分)得V
m=10m/s…………………………………………………………………………(1分)(2)当物块的速度最大时,小车的速度最小由MV
0=MV
1+mV
m………………………………………………………………………(2分)得

………………………………………(1分)(3)由能量守恒定律得机械能的减少等于产生的内能

………………………………………(4分)