Question

如圖所示，一帶電為+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，在距拋出點水平距離為L處有根管口比小球略大的豎直細管，管的上口距地面h/2。為了使小球能無碰撞地通過管子（即以豎直速度進入管子），可在管子上方整個區域內加一水平向左的勻強電場，（重力加速度為g）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）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，
豎直方向，自由落體運動，則運動時間為：     （1分）                    
水平方向，粒子做勻減速運動，減速至0
位移 （1分）  解得   （1分）        
（2）水平方向，根據牛頓第二定律：   
又由運動學公式： （1分） 
解得，方向水平向右。（1分）             
（3）由動能定律： （1分）
即： （1分）        
解得：E_K="mgh   " （1分）  

解析