题目内容
【题目】质量为m=0.2kg、带电量为q=+2C的小球从距地面高度为h=10m处以一定的初速度水平抛出,在距抛出点水平距离为L=2m处,有一根管口比小球直径略大的竖直吸管,管的上口距地面为
,为使小球能无碰撞地通过管子,可在管子上方的整个区域加上一个场强方向水平向左的匀强电场,如图所示,(
)求:
![]()
(1)小球的初速度![]()
(2)电场强度E的大小;
(3)小球落地时的动能。
【答案】(1)
(2)
(3)20J
【解析】
试题(1)要使小球无碰撞地通过管口,则当它到达管口时,速度方向为竖直向下,而小球水平方向仅受电场力,做匀减速运动到零,竖直方向为自由落体运动.
从抛出到管口,在竖直方向有:
,解得:![]()
在水平方向有:
,解得:![]()
(2)在水平方向上,根据牛顿第二定律:![]()
又由运动学公式:![]()
解得:
,方向水平向左
(3)小球落地的过程中有重力和电场力做功,根据动能定理得:![]()
即:
,解得:
。
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