Question

【題目】如圖甲所示，邊界MN將空間分成上下兩個(gè)區(qū)域I、II，在區(qū)域II中有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)中某一點(diǎn)B靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m= 1×10-2 kg、帶電量大小為q= 4×10-4 C的小球，它恰能到達(dá)區(qū)域I中的A點(diǎn)，已知小球運(yùn)動(dòng)的v—t圖象如圖乙所示，g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：

（1）小球的帶點(diǎn)性質(zhì)，以及勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小；

（2）A、B兩點(diǎn)間的高度差h；

（3）若將電場(chǎng)反向且強(qiáng)度減為原來(lái)的三分之一，要讓小球仍恰好到達(dá)A點(diǎn)，在B點(diǎn)需以多大的初速度豎直向上拋出。

Answer 1

【答案】（1）小球帶負(fù)電；E= 750 V/m （2）h=0.30 m （3）v=2m/s

【解析】

（1）在電場(chǎng)中對(duì)小球受力分析知小球帶負(fù)電

v—t圖象的斜率等于加速度，則：

小球離開電場(chǎng)前的加速度大小

小球離開電場(chǎng)后的加速度大小

由牛頓第二定律得：

聯(lián)立求得：、

（2）由v—t圖象的面積，有

解得：

（3）由動(dòng)能定理，有：

由小球離開電場(chǎng)前的v—t圖象的面積，有：

解得：