Question

如圖所示，在光滑的絕緣水平桌面上，有直徑相同的兩個(gè)金屬小球a和b，質(zhì)量分別為m_a=2m,m_b=m，b球帶正電荷2q，靜止在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中；不帶電小球a以速度v₀進(jìn)入磁場(chǎng)，與b球發(fā)生正碰，若碰后b球?qū)ψ烂鎵毫η『脼?，求a球?qū)ψ烂娴膲毫κ嵌啻?

Answer 1

N=(5/2)mg-Bqv₀

解析:

本題相關(guān)的物理知識(shí)有接觸起電、動(dòng)量守恒、洛倫茲力，受力平衡與受力分析，而最為關(guān)鍵的是碰撞過(guò)程，所有狀態(tài)和過(guò)程都是以此為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，物理量的選擇和確定亦是以此作為切入點(diǎn)和出發(fā)點(diǎn)；

碰后b球的電量為q、a球的電量也為q，設(shè)b球的速度為v_b，a球的速度為v_a；以b為研究對(duì)象則有Bqv_b=m_bg;可得v_b=mg/Bq;

    以碰撞過(guò)程為研究對(duì)象，有動(dòng)量守恒，

    即m_av₀=m_av_a+m_bv_b,將已知量代入可得v_a=v₀-mg/(2Bq);本表達(dá)式中v_a已經(jīng)包含在其中，分析a碰后的受力，則有N+Bqv_a=2mg，得N=(5/2)mg-Bqv₀；