Question

在光滑的絕緣水平面上有一質量為m=1.0×10^-3kg、電量q=1.0×10^-10C的帶正電小球靜止在O點，以O點為原點在該水平面內建立直角坐標系Oxy。現突然加一個沿x軸正方向、場強大小E=2.0×10⁶V/m的勻強電場使小球運動，并開始計時。在第1s末所加電場方向突然變為沿y軸正方向，大小不變；在第2s末電場突然消失，求第3s末小球的位置。一位同學這樣分析：第1s內小球沿x軸做初速度為零的勻加速直線運動，可求出其位移x₁；第2s內小球沿+y方向做初速度為零的勻加速直線運動，可求出其位移y₂及速度，第3s內小球沿+y方向做勻速直線運動，可求出位移s，最后小球的橫坐標是x₁，縱坐標是y₂+s

你認為他的分析正確嗎？如果認為正確，請按他的思路求出第3s末小球的位置；如果認為不正確，請指出錯誤之處并求出第3s末小球的位置。

Answer 1

該同學的分析不正確。因為第1s末小球有沿x方向的初速度，所以第2s內做類似平拋運動，第3s內也不沿y方向運動。　　

第1s內小球做初速度為零的勻加速直線運動：

　　

　

第2秒內小球做類似平拋運動：

   

　　

　　

第3s內小球做勻速直線運動，沿x方向速度為，沿y方向速度為

　　

=　　

第3s末小球位置坐標為

x=x₁+x₂+x₃=0.5m 　　　

y=y₂+y₃=0.3m