题目内容
(20分)如图所示，在一次实战训练中，有一炮弹以初速度v0从水平地面竖直向上射出，当炮弹达到最高点h=80m处时，突然炸裂成两块P和Q，其质量分别为mP=1.0kg、mQ=0.8kg，且在炸裂过程中分别带上了q=0.2C的等量异种电荷，其中P带负电．如果在炸裂处，有一水平宽度L=20m的正交匀强电磁场，磁场垂直纸面向里，B=1.0T，电场方向竖直．炸裂时，炮弹正处在正交电磁场的中心，炸裂后P在正交电磁场中向左做直线运动，Q在正交电磁场中向右做直线运动，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)炮弹射出时的初速度v0；
(2)电场强度的大小和方向；
(3)求P、Q落到水平地面上的距离。
解析：
(1)在炮弹上升的过程中，由机械能守恒，有：
（2分）
得：
（1分）
(2)设场强大小为E，爆炸后P、Q的速率分别为vP和vQ， P、Q在正交电磁场中做直线运动，由平衡条件，有：
（2分）
（2分）
由爆炸过程中动量守恒，有：
（2分）
由以上三式联立解得：
vP=40m/s（1分）
vQ=50m/s（1分）
E=10V/m（1分）
电场的方向竖直向下（1分）
(3)P、Q飞出正交电磁场后，均做平抛运动，有：
（2分）
得下落时间t=4s（1分）
P在做平抛运动的过程中，水平位移为
（1分）
Q在做平抛运动的过程中，水平位移为
（1分）
P、Q落到水平地面上的距离S=SP＋SQ＋L=380m（2分）
练习册系列答案
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和
：将显微镜置于C点，控制粒子源，使其只向K点发射粒子。电场与磁场共存一段时间t1后再撤去磁场，又经时间t2后，粒子到达显微镜。求两段时间的比值t1∶t2。