题目内容
如图所示,一个带电为+q质量为m的小球,从距地面高h处以一定的初速水平抛出, 在距抛出点L(水平距离)处有根管口比小球稍大的竖直细管,管的上端口距地面h/2。为了使小球能无碰撞地通过管子,可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场,
求:(1)小球的初速度
(2)应加电场的场强
(3)小球落地时的动能
求:(1)小球的初速度
(2)应加电场的场强
(3)小球落地时的动能
(1) (2) 方向水平向左 (3)
试题分析:(1)要使小球无碰撞地通过管口,则当它到达管口时,速度方向为竖直向下,而小球水平方向仅受电场力,做匀减速运动到零,竖直方向为自由落体运动.
从抛出到管口,在竖直方向有: 解得:
在水平方向有: 解得:
(2)在水平方向上,根据牛顿第二定律:
又由运动学公式:
解得:,方向水平向左.
(3)小球落地的过程中有重力和电场力做功,根据动能定理得:
即:
解得:
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