Question

【題目】質量為m=0.2kg、帶電量為q=+2C的小球從距地面高度為h=10m處以一定的初速度水平拋出，在距拋出點水平距離為L=2m處，有一根管口比小球直徑略大的豎直吸管，管的上口距地面為，為使小球能無碰撞地通過管子，可在管子上方的整個區域加上一個場強方向水平向左的勻強電場，如圖所示，（）求：

（1）小球的初速度

（2）電場強度E的大小；

（3）小球落地時的動能。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）20J

【解析】

試題（1）要使小球無碰撞地通過管口，則當它到達管口時，速度方向為豎直向下，而小球水平方向僅受電場力，做勻減速運動到零，豎直方向為自由落體運動．

從拋出到管口，在豎直方向有：,解得：

在水平方向有：，解得：

（2）在水平方向上，根據牛頓第二定律：

又由運動學公式：

解得：，方向水平向左

（3）小球落地的過程中有重力和電場力做功，根據動能定理得：

即：，解得：。