Question

如圖所示，一個帶電為+q質量為m的小球，從距地面高h處以一定的初速水平拋出， 在距拋出點L（水平距離）處有根管口比小球稍大的豎直細管，管的上端口距地面h/2。為了使小球能無碰撞地通過管子，可在管子上方整個區域內加一水平向左的勻強電場，

求：（1）小球的初速度
（2）應加電場的場強
（3）小球落地時的動能

Answer 1

（1）　（2）　　方向水平向左　（3）

試題分析：（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：