Question

【題目】如圖所示，水平地面上方分布著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一“L”形的絕緣硬質(zhì)管豎直固定在勻強(qiáng)電場(chǎng)中。管的水平部分長(zhǎng)為L(zhǎng)1=0．2m，離水平面地面的距離為h=5．0m，豎直部分長(zhǎng)為L(zhǎng)2=0．1m。一帶正電的小球從管的上端口A由靜止釋放，小球與管間摩擦不計(jì)且小球通過(guò)管的彎曲部分（長(zhǎng)度極短可不計(jì)）時(shí)沒(méi)有能量損失，小球在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力大小為重力的一半。求：

（1）小球運(yùn)動(dòng)到管口B時(shí)的速度大�。�

（2）小球著地點(diǎn)與管的下端口B的水平距離。（g=10m/s2）

Answer 1

【答案】（1）2．0m/s（2）4．5m

【解析】

試題分析：（1）在小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，對(duì)小球由動(dòng)能定理有：mvB2-0=mgl2+F電l1，①

由于小球在電場(chǎng)中受到的靜電力大小為重力的一半，即 F電=mg ②

代入數(shù)據(jù)可得：vB=2．0m/s③

小球運(yùn)動(dòng)到管口B時(shí)的速度大小為2．0m/s．

（2）小球離開(kāi)B點(diǎn)后，設(shè)水平方向的加速度為a，位移為s，在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，

水平方向有：，④

s=vBt+at2，⑤

豎直方向有：h=gt2，⑥

由③～⑥式，并代入數(shù)據(jù)可得：s=4．5m．

故小球著地點(diǎn)與管的下端口B的水平距離為4．5m