题目内容
【题目】如图所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场,一“L”形的光滑绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中,管的水平部分长L1=0.2m,管的水平部分离水平地面的距离为h=5.0m,竖直部分长为L2=0.1m。一带正电的小球从管口A由静止释放,小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短可不计)时没有能量损失,小球受到的电场力大小为重力的一半。(g=10m/s2)求:
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(1)小球运动到管口B时的速度VB大小;
(2)小球着地点与管口B的水平距离s。
【答案】(1)2.0m/s;(2)4.5m。
【解析】
试题分析:(1)在小球从A运动到B的过程中,对小球由动能定理得:
mvB2-0=mgl2+F电l1 ①
由于小球在电场中受到的静电力大小为重力的一半,即F电=
mg ②
代入数据得:vB=2.0m/s; ③
小球运动到管口B时的速度大小为2.0m/s;
(2)小球离开B点后,设水平方向的加速度为a,位移为s,在空中运动的时间为t,
水平方向有:a=g/2 ④ S=v0t+
at2 ⑤
竖直方向有:h=
gt2 ⑥
由③~⑥式,并代入数据可得:s=4.5m。
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