分析 (1)要使小球能沿細筒上升,則必有qv0B>mg,代入公式即可求出;
(2)結(jié)合受力分析,與洛倫茲力的表達式,即可求出.
解答 解:(1)小球隨細筒以速度v0水平向右運動時,受到重力和洛倫茲力作用,要使小球能沿細筒上升,則必有qv0B>mg,所以細筒運動的速度應滿足v0>$\frac{mg}{qB}$.
(2)當小球隨細筒以速度v向右勻速運動時,由于Bqv>mg,小球?qū)⒃陔S細筒勻速運動的同時,在豎直方向上沿筒壁做初速度為零的勻加速直線運動.
小球由于具有水平向右的分運動而受到豎直向上的洛倫茲力,由于具有豎直向上的分運動而受到水平向左的洛倫茲力.根據(jù)牛頓第二定律可知,在豎直方向有:
qvB-mg=ma⇒a=$\frac{qvB-mg}{m}$
由于小球沿豎直方向做初速度為0的勻加速直線運動,據(jù)運動學公式可知,當小球上升到h高度時的速度為:v1=$\sqrt{2ah}$.
小球由于具有豎直向上分運動而受到水平向左的洛倫茲力Fx=qv1B
又因小球沿水平方向做勻速直線運動,故必受到筒壁的彈力FN=Fx,方向水平向右,根據(jù)牛頓第三定律可知,小球?qū)ν脖诘膲毫Υ笮椋篎N′=FN=$\sqrt{\frac{2g}{m}(qvB-mg)}$,式中0<h<L,方向水平向左.
答:(1)若使小球能沿筒壁上升,則細筒運動速度v0應滿足v0>$\frac{mg}{qB}$;
(2)當細筒運動的速度為v(v>v0)時,小球?qū)ν脖诘膲毫﹄S小球沿細筒上升高度之間的關(guān)系為FN′=$\sqrt{\frac{2g}{m}(qvB-mg)}$,式中0<h<L,方向水平向左.
點評 該題可知小球在復合場中的運動,結(jié)合小球受到的重力和洛倫茲力的表達式即可正確解答,基礎(chǔ)題目.
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A. | $\frac{L_1}{2}\sqrt{\frac{g}{6h}}<v<{L_1}\sqrt{\frac{g}{6h}}$ | B. | $\frac{L_1}{4}\sqrt{\frac{g}{h}}<v<{L_1}\sqrt{\frac{(4L_1^2+L_2^2)g}{6h}}$ | ||
C. | $\frac{L_1}{2}\sqrt{\frac{g}{6h}}<v<\frac{L_1}{2}\sqrt{\frac{(4L_1^2+L_2^2)g}{6h}}$ | D. | $\frac{L_1}{4}\sqrt{\frac{g}{h}}<v<\frac{1}{2}\sqrt{\frac{(4L_1^2+L_2^2)g}{6h}}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 燈泡變亮 | B. | 流過滑動變阻器的電流變小 | ||
C. | 流過變壓器原線圈的電流變小 | D. | 滑動變阻器上得到的功率變大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 其大小表示在某一時刻運動的快慢程度 | |
B. | 其大小表示物體經(jīng)過某位置時運動的快慢程度 | |
C. | 它是表示物體運動快慢程度的標量 | |
D. | 某時刻時速度可能等于物體某段時間的平均速度 |
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