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如图所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场.一“L”形的绝缘硬质管竖直固定在...

如图所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场.一“L”形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中.管的水平部分长为l1=0.2m,离水平地面的距离为h=5.0m,竖直部分长为l2=0.1m.一带正电的小球从管的上端口A由静止释放,小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短可不计)时没有能量损失,小球在电场中受到的静电力大小为重力的一半,求:
(1)小球运动到管口B时的速度大小;
(2)小球着地点与管的下端口B的水平距离.(g=10m/s2).

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(1)小球从A运动到B的过程中,重力和电场力做功,由动能定理列式求解; (2)小球离开B点后,水平方向只受电场力(恒力),故做匀加速直线运动,竖直方向只受重力,故做自由落体运动,两个分运动同时发生,时间相等,根据竖直分位移求出时间,再求出水平分位移. 【解析】 (1)在小球从A运动到B的过程中,对小球由动能定理有:mvB2-0=mgl2+F电l1,① 由于小球在电场中受到的静电力大小为重力的一半,即 F电=mg      ② 代入数据可得:vB=2.0m/s③ 小球运动到管口B时的速度大小为2.0m/s. (2)小球离开B点后,设水平方向的加速度为a,位移为s,在空中运动的时间为t, 水平方向有:a=,④ s=vBt+at2,⑤ 竖直方向有:h=gt2,⑥ 由③~⑥式,并代入数据可得:s=4.5m. 故小球着地点与管的下端口B的水平距离为4.5m.
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考点分析:
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(1)子弹射出沙箱瞬间,沙箱的速度u的大小;
(2)沙箱和子弹作为一个系统共同损失的机械能E
(3)沙箱摆动后能上升的最大高度h;
(4)沙箱从最高点返回到最低点时,绳对箱的拉力F的大小.

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(1)运动员在空中飞行的时间t;
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A.0~3s内,力F所做的功等于零,冲量也等于零
B.0~4s内,力F所做的功等于零,冲量也等于零
C.第1s内和第2s内的速度方向相同,加速度方向相反
D.第3s内和第4s内的速度方向相反,加速度方向相同
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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