题目内容

14.电荷量为+q,质量为m的小球处在竖直向下的匀强磁场中,电场强度大小为E,小球从高为H处静止球从高为H处静止开始释放,设小球在运动过程中始终受到大小恒定的空气阻力Ff的作用,与地面碰撞过程中小球没有能量和电量的损失,重力加速度为g,则(  )
A.小球与地面第一次碰撞前的速度大小为$\sqrt{\frac{2(mg+qE+{F}_{f})H}{m}}$
B.小球与地面第一次碰撞前的加速度大小为$\frac{mg+qE}{m}$
C.小球从释放到最后静止,运动的总路程为$\frac{(mg+qE+{F}_{f})H}{mg+qE-{F}_{f}}$
D.小球从释放到最后静止,运动的总路程为$\frac{(mg+qE)H}{{F}_{f}}$

分析 小球在运动过程中,重力、电场力、空气阻力都要做功,根据动能定理求小球与地面第一次碰撞前的速度大小.由牛顿第二定律可求加速度.最终小球静止在地面上,对整个过程,运用动能定理求总路程.

解答 解:A、对小球与地面第一次碰撞前的过程,运用动能定理得:mgH+qEH-FfH=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$,得小球与地面第一次碰撞前的速度大小为 v=$\sqrt{\frac{2(mg+qE-{F}_{f})H}{m}}$,故A错误.
B、根据牛顿第二定律得 mg+qE-Ff=ma,得 a=$\frac{mg+qE-{F}_{f}}{m}$,故B错误.
CD、设总路程为S.最终小球静止在地面上,对整个过程,运用动能定理得:
   mgH+qEH-FfS=0
得 S=$\frac{(mg+qE)H}{{F}_{f}}$,故C错误,D正确.
故选:D

点评 本题运用动能定理时,要选择好研究的过程,要知道空气阻力做功与总路程有关,而电场力和重力做功只与初、末位置有关.

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