题目内容
如图12-4-11所示,一根足够长的水平滑杆上套有一质量为m的光滑金属圆环.在滑杆的正下方与其平行地放置一足够长的光滑水平的木制轨道,且穿过金属环的圆心O.现使质量为M的条形磁铁以的水平速度沿轨道向右运动,则( )
A、磁铁穿过金属环后,二者将先后停下来
B、圆环可能获得的最大速度为
C、磁铁与圆环系统损失的动能一定为
D、磁铁与圆环系统损失的动能可能为
B
解析:
质量为m的光滑金属圆环和质量为M的条形磁铁作为一个系统来研究,由于系统水平方向所受的合外力为零,所以系统水平方向动量守恒.系统总动量保持不变.故系统中金属圆环和条形磁铁不可能会两者速度都为零.不可能两者将先后停下来.故A、D这两个选项错误.运动的过程中系统中两个物体可能会速度相等,速度相等时圆环的速度最大,此时由动量守恒求得圆环的速度为:
此时系统损失的动能为
但也有可能条形磁铁穿过圆环后,仍然磁铁的速度比圆环的大,这样系统损失的动能就不为了.
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