Question

如圖16-17所示，質量為100 g的鋁環，用細線懸掛起來，環中央距地面h為0.8 m.有一質量為200 g的磁鐵以10 m/s的水平速度射入并穿過鋁環，落在距鋁環原位置水平距離3.6 m處.則在磁鐵與鋁環發生相互作用時

圖16-17

(1)鋁環向哪邊偏斜?它能上升多高?

(2)在磁鐵穿過鋁環的整個過程中，環中產生了多少電能?

Answer 1

(1)右邊  0.2 m  (2)1.7 J

解析:

（1）鋁環將阻礙磁鐵的運動，由于它們之間的力的作用，鋁環將向右邊偏斜.

穿出鋁環后磁鐵做平拋運動，則有h=gt²，s=v₁t

磁鐵與鋁環作用的過程中系統的動量守恒，設磁鐵的質量為m₁，鋁環的質量為m₂，則

m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂

鋁環上升的過程機械能守恒，有×m₂v₂²=m₂gh

由以上各式解得v₁=9 m/s,v₂=2 m/s,h=0.2 m.

（2）由能量守恒得環中產生的電能

E_電=m₁v₀²-m₁v₁²-m₂v₂²=1.7 J.