摘要:[错解原因]错解是由于审题出现错误.他们把题中所说的“射出之后.第3次到达x轴 这段话理解为“粒子在磁场中运动通过x轴的次数 没有计算粒子从电场进入磁场的次数.也就是物理过程没有搞清就下手解题.必然出错.[分析解答]粒子在磁场中的运动为匀速圆周运动.在电场中的运动为匀变速直线运动.画出粒子运动的过程草图10-24.根据这张图可知粒子在磁场中运动半个周期后第一次通过x轴进入电场.做匀减速运动至速度为零.再反方向做匀加速直线运动.以原来的速度大小反方向进入磁场.这就是第二次进入磁场.接着粒子在磁场中做圆周运动.半个周期后第三次通过x轴.

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第一问  车和物体收到的力都是摩擦力

f=μmg   车的加速度a1=f/M=μmg/M=1m/s^2

滑块的加速度a2=f/m=μmg/m=5m/s^2

第二问  S=2.7m

假设不能从车上滑出  那么滑块最后必定停留在车上   并且和车具有同样的末速度  设为v'

因为系统在水平方向上所受的合外力为零  所以满足动量守恒

Mv+mv0=(M+m)*v' →  v'=v0*m/(M+m)=7.5*10/(10+50)=1.25m/s

然后我们看能量  如果系统的初动能减去末动能  小于摩擦力所能做的最大功(就是滑块滑到头 但没掉下来)  那么假设成立  反之  不成立  不能明白的话  我们看下面具体的解答

先求系统的末动能  Ek'=1/2(M+m)v'^2=1/2*(50+10)*1.25^2=46.875(J)

系统的初动能  Ek=1/2mv0^2=1/2*10*7.5^2=281.25(J)

摩擦力所能做的最大功   W=fs=μmgs=0.5*10*10*3=150(J)

Ek-Ek'>W  所以也就是说  系统的初动能被摩擦力消耗掉一部分后【克服摩擦力做功】  所剩下的动能  还是要大于他们最后一起以同样的速度运动时的动能  因此滑块最后不肯能停在车上

那么   我们就来求滑块落地时与平板车右端间的水平距离

因为滑块滑出小车后  在水平方向上和小车都是做匀速运动

所以他们之间的距离  就是他们的速度差乘以滑块落地所需的时间

那么  我们就需要算出滑块的末速度v'和小车的末速度v''

现在有两个未知数 那就必须有两个方程

第一个方程是能量方程  Ek-W=1/2mv'^2+1/2Mv''^2

第二个方程是动量方程  mv0=mv'+Mv''

联立这两个方程 解得  v''=0.5m/s  或 v''=2m/s(舍掉)

从而得到v'=5m/s

接下来算滑块落地要多长时间

由h=1/2gt^2  带入数据  得t=0.6s

所以最后的答案:  S=(v'-v'')*t=4.5*0.6=2.7m

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