Question

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．

Answer

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．
【解析】
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，即时，小球的加速度最大，此时
   am=gsinθ=10×m/s2=6m/s2，
而当a=0，即mgsinθ=μ（qvB-mgcosθ）时，小球的速度最大，此时
=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．