题目内容
如图所示,水平面上有一倾角为α=30°的斜面,图中竖直虚线左侧空间存在水平向右的匀强电场,虚线右侧无电场。现有一质量为m、电荷量为-q的绝缘小球(可视为质点)从斜面顶端A点以初速度v0水平向右抛出,小球落到斜面上的B点,且B点恰好为电场右侧边界与斜面的交点,接着小球与斜面发生弹性碰撞,当小球再次落到斜面上时恰好打在斜面最底端的C点,已知重力加速度为g,匀强电场的场强大小为,求:斜面总长度L。(小球与斜面发生弹性碰撞时,碰撞前后的瞬间速度大小相等,且遵守光的反射定律)![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241152293422552.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241152293422552.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229358732.gif)
小球从A点到B点的过程时,从水平和竖直方向分解小球的运动,设水平分位移为
,竖直分位移为![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229374203.gif)
--------------------------------------------(每式1分,共2分)
得
------------------------------------------------(1分)
设小球落入B点时的水平分速度为
竖直方向的分速度为![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229467202.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241152294831040.gif)
-----------------------------------(每式1分,共2分)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229514561.gif)
--------------------------------------------------------------(1分)
设速度方向与水平方向的夹角为![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229545200.gif)
则:![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229561585.gif)
所以:![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229576309.gif)
由此可知小球从B点反弹时的速度大小是
且沿水平方向,故小球接着做平抛运动.---(2分)
得
--------------------(2分)
所以
---------------------------------------------------------(2分)
---------------------------------------------------------(2分)
(若第一部分选择沿斜面和垂直斜面两个方向分解,比照上述标准给分)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241152297012994.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229374201.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229374203.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229405978.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229420621.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229436507.gif)
设小球落入B点时的水平分速度为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229452200.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229467202.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241152294831040.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/2014082411522949873.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229514561.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229530664.gif)
设速度方向与水平方向的夹角为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229545200.gif)
则:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229561585.gif)
所以:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229576309.gif)
由此可知小球从B点反弹时的速度大小是
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229592204.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229608881.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229623547.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824115229654664.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241152296861983.jpg)
(若第一部分选择沿斜面和垂直斜面两个方向分解,比照上述标准给分)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241152297012994.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
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