問題詳情:
如圖,傾斜固定的氣墊導軌底端固定有滑塊P,滑塊Q可在導軌上無摩擦滑動,兩滑塊上分別固定有同名磁極相對的條形磁鐵.將Q在導軌上方某一位置由靜止釋放,已知由於磁力作用,Q下滑過程中並未與P相碰.不考慮磁鐵因相互作用而影響磁*,且不計空氣阻力,則在Q下滑過程中( )
A. | 滑塊Q的機械能守恆 | |
B. | 滑塊Q和滑塊P間的最近距離與初始釋放位置的高度有關 | |
C. | 滑塊Q所能達到最大速度與初始釋放位置的高度有關 | |
D. | 滑塊Q達到最大速度時的位置與初始釋放位置的高度無關 | |
【回答】
解:A、滑塊Q下滑的過程中,受到P的排斥力作用,此排斥力對Q做負功,所以Q的機械能減小,故A錯誤.
B、滑塊Q在下滑過程中,沿軌道方向受到重力的分力和磁場斥力,先做加速運動後做減速運動,當速度減至零時,與P的距離最近.根據能量守恆得知,Q初始釋放位置的高度越大,相對於P位置具有的重力勢能越大,當P運動到最低點時,其重力勢能全部轉化為磁場能,則知磁場能越大,PQ的距離越近,故B正確.
CD、當滑塊所受的磁場力與重力沿軌道向下的分力二力平衡時,Q的速度最大,重力的分力一定,根據平衡條件得知,速度最大時磁場力的大小也一定,則Q速度最大的位置一定,與Q初始釋放位置的高度無關.
根據能量守恆得知,滑塊Q釋放的位置越高,具有的重力勢能越大,速度最大時磁場能一定,則Q所能達到的最大動能越大,最大速度也越大,故知滑塊Q所能達到最大速度與初始釋放位置的高度有關.故CD正確.
故選:BCD
知識點:機械能守恆定律
題型:多項選擇