Question

如图所示一质量为m，带电荷量为+q的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出，在距抛出点水平距离l处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，管上口距地面h/2，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域里加一个场强方向水平向左的匀强电场，重力加速度为g，求：
（1）小球的初速度v₀．
（2）电场强度E的大小．

Answer 1

（1）将小球的运动分解为竖直方向和水平方向，竖直方向小球做自由落体运动，水平方向做匀减速直线运动
竖直方向：

h

2

=

1

2

gt2，得到t=

h g

水平方向：l=

v0

2

t，得到v0=

2l

t

=2l

g h

（2）水平方向：l=

1

2

at2，a=

qE

m

代入解得，E=

2mgl

qh

答：
（1）小球的初速度v₀=2l

g h

（2）电场强度E的大小为

2mgl

qh

．