Question

如圖所示，質(zhì)量為m₀的條形磁鐵與質(zhì)量為m的鋁環(huán)都靜止在光滑的水平面上．在極短的時(shí)間內(nèi)給鋁環(huán)以水平向右的沖量I，使環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，在以后的運(yùn)動(dòng)中，保持鋁環(huán)平面與磁鐵的軸線垂直且鋁環(huán)與磁鐵沒(méi)有發(fā)生碰撞．則下列說(shuō)法正確的是（　　）

A．在鋁環(huán)向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中磁鐵向左運(yùn)動(dòng)

B．磁鐵運(yùn)動(dòng)的最大速度為  l m0

C．鋁環(huán)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能產(chǎn)生的熱量為 l2 2m

D．鋁環(huán)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能最小值為  ml2 2(m0+m)2

Answer 1

A、由題意可知，鋁環(huán)向右做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，直到兩者速度相等時(shí)，相對(duì)靜止，沒(méi)有磁場(chǎng)力，從而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．
B、顯然當(dāng)鋁環(huán)和磁鐵同速時(shí)，鋁環(huán)的速度最�。ù藭r(shí)鋁環(huán)的加速度為0）
根據(jù)動(dòng)量守恒，有：
I=（m+m_o）V_min
解出，V_min=

I

m+m0

所以，鋁環(huán)的最小動(dòng)能為：

1

2

m

v

2min

=

mI2

2(m+m0)2

顯然，磁鐵的最大速度就是鋁環(huán)的最小速度，所以，B選項(xiàng)錯(cuò)誤、D正確．
C．系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量等于系統(tǒng)的機(jī)械能減少
所以，Q=

I2

2m

-

mI2

2(m+m0)2

不可能等于

I2

2m

，否則，就是說(shuō)鋁環(huán)的機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化為熱量，這是不可能的．
所以，C選項(xiàng)錯(cuò)誤．
故選D