题目内容
【题目】如图,在竖直平面内存在水平向右的匀强电场,有一带电小球自O处沿y轴方向,竖直向上抛出,它的初动能为4J,不计空气阻力。当小球上升到最高点P时,动能也为4J,则小球落回与O的同一水平面上的M点时,它的动能为( )
A. 4J B. 8J C. 16J D. 20J
【答案】D
【解析】
设水平方向上升阶段的水平位移为x上,下降阶段的水平位移为x下;根据运动的合成与分解,小球在水平方向做匀加速直线,在竖直方向做竖直上抛运动;且上升阶段所用时间与下落阶段所用的时间相同,即t上=t下;由初速度为零的匀加速直线运动,相同的时间内位移之比为1:3:5:7…;得x上:x下=1:3;小球到达最高点时,竖直方向的动能为零,水平方向获得的动能即为电场力在上升阶段对小球所做的功,则电场力对小球做的总功为W总=Eqx上+Eqx下=4×4J=16J;小球从O点到M点由动能定理得:EkM-Ek0=W总,Ek0=4J,代入数据得EkM=20J;故选D.
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