Question

【題目】在真空環(huán)境內(nèi)探測(cè)微粒在重力場(chǎng)中能量的簡(jiǎn)化裝置如圖所示。P是一個(gè)微粒源，能持續(xù)水平向右發(fā)射質(zhì)量相同、初速度不同的微粒。高度為h的探測(cè)屏AB豎直放置，離P點(diǎn)的水平距離為L(zhǎng)，上端A與P點(diǎn)的高度差也為h，已知重力加速度為g。

（I）若微粒打在探測(cè)屏AB的中點(diǎn)，求微粒在空中飛行的時(shí)間；

（II）求能被屏探測(cè)到的微粒的初速度范圍。

Answer 1

【答案】（1）；（2）；

【解析】

(1)粒子水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)；根據(jù)幾何關(guān)系可明確粒子下降的高度，再由豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)可求得飛行時(shí)間；

(2) 能被探測(cè)到的粒子高度范圍為h至2h，水平位移相同，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知速度范圍。

(1) 對(duì)打在中點(diǎn)的微粒有：

解得：；

(2) 打在B點(diǎn)的微粒

解得：

同理，打在A點(diǎn)的微粒初速度：

微粒初速度范圍：。