Question

【題目】如圖所示，兩塊平行金屬板豎直放置，兩板間的電勢(shì)差U=1.5×103V（僅在兩板間有電場(chǎng)），現(xiàn)將一質(zhì)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(jìn)入電場(chǎng)，在兩板間沿直線運(yùn)動(dòng)，從右板的下邊緣飛出電場(chǎng)，求：

（1）金屬板的長(zhǎng)度L．
（2）小球飛出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能Ek ．

Answer 1

【答案】
（1）解：小球未進(jìn)電場(chǎng)前做平拋運(yùn)動(dòng)，則小球到達(dá)左板上邊緣時(shí)的豎直分速度：

設(shè)小球此時(shí)速度方向與豎直方向之間的夾角為θ，則：

小球在電場(chǎng)中沿直線運(yùn)動(dòng)，所受合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，設(shè)板間距為d，

則：tanθ=

L=

答：金屬板的長(zhǎng)度L=0.15m．

（2）解：根據(jù)動(dòng)能定理得：

進(jìn)入電場(chǎng)前：mgh=

電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程：

解得 Ek=0.175J

答：小球飛出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能Ek=0.175J．

【解析】（1）平拋運(yùn)動(dòng)可以將曲線運(yùn)動(dòng)分解成直線運(yùn)動(dòng)，利用速度的夾角公式求解。
（2）求動(dòng)能可以利用兩次動(dòng)能定理 ，一次在進(jìn)入電場(chǎng)之前，一次為進(jìn)入電場(chǎng)之后可求解。
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)和動(dòng)能定理的理解，掌握特點(diǎn):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(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)規(guī)律:平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)；動(dòng)能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得出的.但它也適用于變力及物體作曲線運(yùn)動(dòng)的情況；功和動(dòng)能都是標(biāo)量，不能利用矢量法則分解，故動(dòng)能定理無分量式即可以解答此題．