解题思路:(1)对物块受力分析,当匀速运动时,合外力为零,据此列方程求解即可.(2)木块返回时经历两个运动过程,一是返回在磁场中的匀速运动,根据受力平衡可求出其速度,然后进一步求出时间,二是从C点向右做匀减速运动,由动量定理可求出时间.(3)对整个过程根据功能关系可求出产生热量.
(1)设小物块向左匀速运动时的速度大小为v1,由平衡条件有:
qE-μ(mg+qv1B)=0 ①
解得:v1=5m/s
故小物块在磁场中向左做匀速运动的速度为:v1=5m/s.
(2)设小物块返回时在磁场中匀速运动的速度大小为v2,由平衡条件有:
Bqv2+qE-mg=0 ②
小物块由M到C做匀速运动:
L=v2t1 ③
小物块由C到静止做匀减速运动,由动量定理:
u(mg-qE)t2=mv2 ④
t=t1+t2⑤
联解②③④⑤代入数据得:t=4.17s.
故小物块从与左挡板碰后到最终静止所用时间t=4.17s.
(3)设小物块与右端档饭碰撞过程损失的机械能为,则:
△E=
1
2mv12−
1
2mv22⑥
对全过程,由能量守恒定律有:qEL=Q+△E⑦
联解⑥⑦得:Q=6J.
故整个过程中由于摩擦产生的热量:Q=6J.
点评:
本题考点: 动量守恒定律;共点力平衡的条件及其应用;功能关系;带电粒子在匀强电场中的运动;带电粒子在匀强磁场中的运动.
考点点评: 本题考查了带电粒子在复合场中的运动,解答此类问题的关键是,对物体正确受力分析,明确运动过程,然后依据相关规律求解.