质量m=0.1g的小球,带有q=5×10-4C的正电荷,套在一根与水平方向成θ=37°的绝缘杆上,小球可以沿杆滑动,与杆

质量m=0.1g的小球,带有q=5×10-4C的正电荷,套在一根与水平方向成θ=37°的绝缘杆上,小球可以沿杆滑动,与杆间的动摩擦因数μ=0.4,这个装置放在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,求小球无初速释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速度.
w甩鞭子 1年前 已收到1个回答 举报

我小不懂 春芽

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解题思路:以小球为研究对象,分析受力情况和运动情况,根据牛顿第二定律求解最大加速度.当小球匀速下滑时速度最大,由平衡条件求出最大速度.

以小球为研究对象,分析受力情况如图.
由牛顿第二定律得:
mgsinθ-μFN=ma
qvB+FN-mgcosθ=0
得到mgsinθ-μ(mgcosθ-qvB)=ma
当Ff=0时,即v=
mgcosθ
qB时,小球的加速度最大,此时
am=gsinθ=10×[3/5]m/s2=6m/s2
而当a=0,即mgsinθ=μ(qvB-mgcosθ)时,小球的速度最大,此时
vm=
mgsinθ+μmgcosθ
μqB=9.2m/s
答:小球无初速释放后沿杆下滑的最大加速度为6m/s2,最大速度为9.2m/s.

点评:
本题考点: 牛顿第二定律;力的合成与分解的运用;安培力.

考点点评: 本题运用牛顿运动定律分析小球的运动情况是关键.若磁场方向反向,情况更为复杂,要注意洛伦兹力与速度成正比,根据洛伦兹力与重力垂直于杆的分力大小判断杆的弹力方向.

1年前

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