题目内容
(1)橡胶棒是否能够全部进入“U”形框架内?
(2)“U”形框架的最终速度；
(3)橡胶棒与“U”形框架相互作用过程中系统增加的电势能．
（1）能全部进入（2）16J
(1)设带电橡胶棒刚好全部进入“U”形框架时，达到与“U”形框架共速v，则由动能定理：
……………………………………①
由动量守恒：mv0=(m+M)v………………………………………………………②
其中E=
………………………………………………………………………③
由①②③式联立得：L=0.3125(m)
∴L>l………………………………………………………………………………④
橡胶棒能全部进入“U”形框架.
(2)设相互作用过程中“U”形框架的最终速度为v2,棒的最终速度为v1
由(1)知棒能全部穿出“U”形框架
由动能定理：2×
………………………………⑤
由动量守恒：mv0=mv1+Mv2 ……………………………………………………⑥
由③⑤⑥式联立得：v2=2m/s……………………………………………………⑦
(3)系统增加的电势能等于机械能的减小量
△E=
(J) ……………………………………………⑧
评分标准：本题共18分，①②③④⑤⑥⑦⑧式各1分
……………………………………①由动量守恒：mv0=(m+M)v………………………………………………………②
其中E=
………………………………………………………………………③由①②③式联立得：L=0.3125(m)
∴L>l………………………………………………………………………………④
橡胶棒能全部进入“U”形框架.
(2)设相互作用过程中“U”形框架的最终速度为v2,棒的最终速度为v1
由(1)知棒能全部穿出“U”形框架
由动能定理：2×
………………………………⑤由动量守恒：mv0=mv1+Mv2 ……………………………………………………⑥
由③⑤⑥式联立得：v2=2m/s……………………………………………………⑦
(3)系统增加的电势能等于机械能的减小量
△E=
(J) ……………………………………………⑧评分标准：本题共18分，①②③④⑤⑥⑦⑧式各1分
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