Question

（12分）在工業(yè)中有一種感應(yīng)控制裝置，利用它進(jìn)行如圖情景演示。兩根間距為L(zhǎng)=5m的光滑平行金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)，左端向上彎曲，其余水平，水平導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4T的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，彎曲部分都不在磁場(chǎng)中。有兩根金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，其中a棒質(zhì)量為M=2kg,電阻為R=2Ω；b棒被感應(yīng)控制裝置固定在水平導(dǎo)軌上，距離水平導(dǎo)軌左端s=2m，b棒質(zhì)量為m=1kg，電阻也為R=2Ω。現(xiàn)在a棒從左端彎曲導(dǎo)軌高H處?kù)o止釋放，當(dāng)a棒即將與b棒相碰時(shí)（已知此時(shí)a棒的速度v=2m/s），感應(yīng)控制裝置立即放開b棒，讓它可以在導(dǎo)軌上自由運(yùn)動(dòng)，,然后a與b發(fā)生彈性正碰。感應(yīng)控制裝置始終對(duì)a棒的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有任何影響，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。則求

(1)最終穩(wěn)定后a棒的速度大小；
(2)a與b碰撞后的瞬間，b棒的速度大小；
(3)a棒的釋放高度H。

Answer 1

(1)     (2)        (3)0.45m

試題分析：(1)a、b最終穩(wěn)定后共速

m/s
（2）a、b相碰后設(shè)速度分別是     
 

解得：     
所以碰后b的速度為
（3）a剛下滑至水平軌道時(shí)的速度為
有  
到到b碰前有  
其中
代入得
所以  H=0.45m