如图12所示在竖直平面内建立直角坐标系XOY.OY表示竖直向上的方向.已知该平面内存在沿OX轴负方向的区域足够大的匀强电场.现有一个带电量为.质量为的小球从坐标原点O沿Y轴正方向以某一初速度竖直向上抛出.它到达的最高点位置为图中的Q点.其坐标为.不计空气阻力.g取10m/s2. (1)指出小球带何种电荷, (2)求小球的初速度和匀强电场的场强大小, 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如图12所示在竖直平面内建立直角坐标系XOY，OY表示竖直向上的方向。已知该平面内存在沿OX轴负方向的区域足够大的匀强电场，现有一个带电量为、质量为的小球从坐标原点O沿Y轴正方向以某一初速度竖直向上抛出，它到达的最高点位置为图中的Q点，其坐标为（1.6，3.2），不计空气阻力，g取10m/s²。

（1）指出小球带何种电荷；

（2）求小球的初速度和匀强电场的场强大小；

（3）求小球从O点抛出到落回X轴的过程中电势能的改变量.

解析（1）带电小球所到的最高点Q在O点的右上方，说明小球有水平向右的分运动和竖直向上的分运动就竖直方向而言，初速度是竖直向上的而重力是竖直向下的，重力使竖直向上的初速度逐渐减小，而不会产生水平向右的运动.小球只受重力和电场力，只有电场力水平向右才会使小球有向右的分运动.由此可以判断电场力是水平向右的，又因为电场水平向左，所以小球带负电. 2分

（2）对小球的两个分运动，竖直方向: 小球有竖直向上的初速度V₀，受重力，所以小球做竖直上抛运动.Q点是最高点意味着Q点的竖直分速度为0.由竖直上抛运动的公式得： 2分

解得。1分

水平方向：小球的水平初速度为0，小球在水平方向的加速度 1分

水平位移 1分

得 1分

（3）小球从O点落回到X轴时，由于对称性，水平位移为3.2m。 1分

电场力做正功， 2分

即电势能减少了1分

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图甲图乙

（1）实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法.

_____________________________________________________________________.

（2）关于这个实验，以下说法中正确的是______________________.

A.小球释放的初始位置越高越好

B.每次小球要从同一高度由静止释放

C.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直

D.小球的平抛运动要靠近木板但不接触

（3）某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示.在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h₁=10.20 cm，h₂=20.20 cm，A、B、C三点间水平距离x₁=x₂=12.40 cm，g取10 m/s²，则物体平抛运动的初速度大小为___________m/s.

如图12所示，平行板电容器两极板水平放置，当电容器带电荷量为Q时在两板内a处有一带电荷量为q的油滴恰能保持静止状态.现让电容器放出Q／2电荷，油滴将向下竖直加速，经过时间t到达b点.为使油滴从b点开始，经过相同的时间t（假如油滴不会撞在B板上）能返回到a处，则当油滴抵达b处时，需再给电容器充多少电?

图12

某同学在做平抛实验中，在纸上记下了纵坐标y，描出了如图12所示的一段曲线，忘记标出抛出点的位置。为了求得初速度，他在曲线上取A、B两点，并用刻度尺分别量出它们到y轴的距离x₁、x₂，以及AB的竖直距离h，则小球的初速度v₀和落到A点时下落的竖直高度y₀应为下面的：

A．初速度为 B．初速度为

C．竖直高度 D．竖直高度为

在做“研究平抛物体的运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动轨迹，并求出平抛运动初速度.实验装置如图甲所示.

(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法.___________________________________________________________________

_____________________________________________________________________.

(2)关于这个实验，以下说法正确的是( )

A.小球释放的初始位置越高越好

B.每次小球要从同一高度由静止释放

C.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直

D.小球的平抛运动要靠近但不接触木板

(3)某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示.在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h₁=10.20 cm，h₂=20.20 cm，A、B、C三点间水平距离x₁=x₂=12.40 cm，g取10 m/s².则物体平抛运动的初速度大小为_____________ m/s.

两位同学用如图11所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。

（1）实验中必须满足的条件是。

A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差

B．斜槽轨道末端的切线必须水平

C．入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下

D．两球的质量必须相等

（2）测量所得入射球A的质量为m_A，被碰撞小球B的质量为m_B，图11中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON。当所测物理量满足表达式时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果满足表达式时，则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞。

（3）乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图12所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B′；然后将木条平移到图中所示位置，入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P′；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与球B相撞，确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′。测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为h₁、h₂、h₃。若所测物理量满足表达式时，则说明球A和球B碰撞中动量守恒。

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