Question

【題目】如圖所示，兩塊平行金屬板豎直放置，兩板間的電勢差U=1.5×103V（僅在兩板間有電場），現將一質量m=1×10﹣2kg、電荷量q=4×10﹣5C的帶電小球從兩板的左上方距兩板上端的高度h=20cm的地方以初速度v0=4m/s水平拋出，小球恰好從左板的上邊緣進入電場，在兩板間沿直線運動，從右板的下邊緣飛出電場，求：

（1）金屬板的長度L．
（2）小球飛出電場時的動能Ek ．

Answer 1

【答案】
（1）解：小球未進電場前做平拋運動，則小球到達左板上邊緣時的豎直分速度：

設小球此時速度方向與豎直方向之間的夾角為θ，則：

小球在電場中沿直線運動，所受合力方向與運動方向相同，設板間距為d，

則：tanθ=

L=

答：金屬板的長度L=0.15m．

（2）解：根據動能定理得：

進入電場前：mgh=

電場中運動過程：

解得 Ek=0.175J

答：小球飛出電場時的動能Ek=0.175J．

【解析】（1）平拋運動可以將曲線運動分解成直線運動，利用速度的夾角公式求解。
（2）求動能可以利用兩次動能定理 ，一次在進入電場之前，一次為進入電場之后可求解。
【考點精析】通過靈活運用平拋運動和動能定理的理解，掌握特點:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用，是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運動；運動規律:平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動；動能定理的表達式是在物體受恒力作用且做直線運動的情況下得出的.但它也適用于變力及物體作曲線運動的情況；功和動能都是標量，不能利用矢量法則分解，故動能定理無分量式即可以解答此題．