分析 (1)对小球受力分析,根据水平方向上做匀加速直线运动计算摩擦力f和小球竖直分速度vy间的函数关系;
(2)小球在水平方向和竖直方向同时运动,根据运动的规律计算在竖直方向上做匀加速运动的加速度的大小,根据运动的合成计算小球的合速度的大小.
解答 解:(1)小球竖直分速度为vy时,水平速度记为vx,小球受力如图所示
水平方向上有:FN-qvyB=ma
而f=μ FN
得:f=μ(qvyB+ma)
(2)设小球从进入磁场t时刻,水平速度为vx,竖直方向的加速为ay分速度为vy,则t时刻有:
qvxB-μ(qvyB+ma)-mg=may
再经过极短时间△t时有:qvx′B-μ(qvy′B+ma)-mg=may
两式相减得:△vy=2△vx
故 ay=2a
所以 ay=4.0m/s2
即竖直方向上小球做初速度为0的匀加速直线运动,故小球离开试管时有:l=$\frac{{{v_y}^2}}{2a}$t=$\frac{v_y}{a}$vx=v0+at
联立得:vx=3.0m/s、vy=4.0m/s
所求速度为:v=$\sqrt{{v_x}^2+{v_y}^2}$=5.0m/s,
与水平方向夹角为:α=arctan$\frac{{v}_{y}}{{v}_{x}}$=arctan$\frac{4}{3}$(或53°)
答:(1)小球离开试管之前所受摩擦力f和小球竖直分速度vy间的函数关系为f=μ(qvyB+ma).
(2)小球离开试管时的速度大小为5.0m/s,与水平方向夹角为53°.
点评 解决本题的关键是分析清楚小球的受力的情况,分析时要注意小球受到的洛伦兹力是不断变化的,根据运动的合成把小球的运动分解成水平和竖直两个方向来计算,分析出小球在竖直方向上做初速度为0的匀加速直线运动是本题的关键.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 30N | B. | 15N | C. | 5ON | D. | 80N |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 自然界中符合能量守恒定律的宏观过程不一定能自然发生 | |
B. | 当分子间距离减小时,分子间斥力增大,引力减小 | |
C. | 气体从外界吸收热量,其内能一定增加 | |
D. | 一定量的气体,在压强不变时,分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加 | |
E. | 物理性质具有各向异性的晶体是单晶体 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | $\frac{π{B}^{2}ω{r}^{4}}{R}$ | B. | $\frac{2π{B}^{2}ω{r}^{4}}{R}$ | C. | $\frac{4π{B}^{2}ω{r}^{4}}{R}$ | D. | $\frac{8π{B}^{2}ω{r}^{4}}{R}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 物体所受恒力大小为3N | |
B. | 物体的轨迹方程是y=$\frac{3}{32}$x2 | |
C. | 物体在每1s内的速度增量为3m/s,且沿着轨迹曲线的切线方向 | |
D. | 在第2s内,恒力对物体所做的功为36J |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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