Question

（2013?河南模擬）如圖所示，足夠長(zhǎng)的小車質(zhì)量為M=2kg，置于光滑水平面上．帶電荷量為q=-0.4C的可視為質(zhì)點(diǎn)的物體P 輕放在小車的右端，小車絕緣，物體P 的質(zhì)量為m=0.2kg．在它們周圍空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，物體與車之間存在摩擦力，g=10m/s²，今給小車水平向右的瞬時(shí)沖量使其獲得向右的初速度v₀=16.5m/s，問(wèn)物體P 能否脫離小車？若不能，求出最后它們一起運(yùn)動(dòng)的速度；若能，求脫離后小車的速度．

Answer 1

分析：由于P受摩擦力而被向右加速，運(yùn)動(dòng)后受豎直方向的洛倫茲力，當(dāng)洛倫茲力增大到與重力平衡時(shí)，P脫離小車．
假設(shè)達(dá)到共同速度，根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出共同速度進(jìn)行判斷求解．

解答：解：由于P受摩擦力而被向右加速，運(yùn)動(dòng)后受豎直方向的洛倫茲力f，
當(dāng)f增大到與重力平衡時(shí)，P脫離小車，設(shè)此時(shí)P的速度大小是v_P，則：
qv_PB=mg
解得：v_P=10m/s
若達(dá)到共同速度，由動(dòng)量守恒定律得：
Mv₀=（M+m）v_共
解得：v_共=15m/s＞v_P，所以物體P能脫離小車．
P脫離小車時(shí)，設(shè)小車的速度是v，
根據(jù)動(dòng)量守恒得：
Mv₀=mv_P+Mv
解得：v=15.5m/s
答：物體P能脫離小車，脫離后小車的速度大小是15.5m/s．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵理清物體p的運(yùn)動(dòng)情況，知道當(dāng)洛倫茲力增大到與重力平衡時(shí)，P脫離小車，運(yùn)用動(dòng)量守恒定律進(jìn)行求解．