如图,倾斜固定的气垫导轨底端固定有滑块P,滑块Q可在导轨上无摩擦滑动,两滑块上分别固定有同名磁极相对的条形磁铁...
问题详情:
如图,倾斜固定的气垫导轨底端固定有滑块P,滑块Q可在导轨上无摩擦滑动,两滑块上分别固定有同名磁极相对的条形磁铁.将Q在导轨上方某一位置由静止释放,已知由于磁力作用,Q下滑过程中并未与P相碰.不考虑磁铁因相互作用而影响磁*,且不计空气阻力,则在Q下滑过程中( )
A. | 滑块Q的机械能守恒 | |
B. | 滑块Q和滑块P间的最近距离与初始释放位置的高度有关 | |
C. | 滑块Q所能达到最大速度与初始释放位置的高度有关 | |
D. | 滑块Q达到最大速度时的位置与初始释放位置的高度无关 | |
【回答】
解:A、滑块Q下滑的过程中,受到P的排斥力作用,此排斥力对Q做负功,所以Q的机械能减小,故A错误.
B、滑块Q在下滑过程中,沿轨道方向受到重力的分力和磁场斥力,先做加速运动后做减速运动,当速度减至零时,与P的距离最近.根据能量守恒得知,Q初始释放位置的高度越大,相对于P位置具有的重力势能越大,当P运动到最低点时,其重力势能全部转化为磁场能,则知磁场能越大,PQ的距离越近,故B正确.
CD、当滑块所受的磁场力与重力沿轨道向下的分力二力平衡时,Q的速度最大,重力的分力一定,根据平衡条件得知,速度最大时磁场力的大小也一定,则Q速度最大的位置一定,与Q初始释放位置的高度无关.
根据能量守恒得知,滑块Q释放的位置越高,具有的重力势能越大,速度最大时磁场能一定,则Q所能达到的最大动能越大,最大速度也越大,故知滑块Q所能达到最大速度与初始释放位置的高度有关.故CD正确.
故选:BCD
知识点:机械能守恒定律
题型:多项选择
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