问题
选择题
如图所示,质量为m0的条形磁铁与质量为m的铝环都静止在光滑的水平面上.在极短的时间内给铝环以水平向右的冲量I,使环向右运动,在以后的运动中,保持铝环平面与磁铁的轴线垂直且铝环与磁铁没有发生碰撞.则下列说法正确的是( )
A.在铝环向右运动过程中磁铁向左运动
B.磁铁运动的最大速度为 l m0
C.铝环在运动过程中能产生的热量为l2 2m
D.铝环在运动过程中,动能最小值为 ml2 2(m0+m)2
答案
A、由题意可知,铝环向右做加速度减小的减速运动,直到两者速度相等时,相对静止,没有磁场力,从而做匀速直线运动,故A错误.
B、显然当铝环和磁铁同速时,铝环的速度最小(此时铝环的加速度为0)
根据动量守恒,有:
I=(m+mo)Vmin
解出,Vmin=I m+m0
所以,铝环的最小动能为:
m1 2
=v 2min mI2 2(m+m0)2
显然,磁铁的最大速度就是铝环的最小速度,所以,B选项错误、D正确.
C.系统产生的热量等于系统的机械能减少
所以,Q=
-I2 2m mI2 2(m+m0)2
不可能等于
,否则,就是说铝环的机械能完全转化为热量,这是不可能的.I2 2m
所以,C选项错误.
故选D