Question

 如圖12所示在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系XOY，OY表示豎直向上的方向。已知該平面內(nèi)存在沿OX軸負(fù)方向的區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)有一個(gè)帶電量為、質(zhì)量為的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿Y軸正方向以某一初速度豎直向上拋出，它到達(dá)的最高點(diǎn)位置為圖中的Q點(diǎn)，其坐標(biāo)為（1.6，3.2），不計(jì)空氣阻力，g取10m/s²。

  （1）指出小球帶何種電荷；

  （2）求小球的初速度和勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大��；

  （3）求小球從O點(diǎn)拋出到落回X軸的過(guò)程中電勢(shì)能的改變量.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

 解析（1）帶電小球所到的最高點(diǎn)Q在O點(diǎn)的右上方，說(shuō)明小球有水平向右的分運(yùn)動(dòng)和豎直向上的分運(yùn)動(dòng)就豎直方向而言，初速度是豎直向上的而重力是豎直向下的，重力使豎直向上的初速度逐漸減小，而不會(huì)產(chǎn)生水平向右的運(yùn)動(dòng).小球只受重力和電場(chǎng)力，只有電場(chǎng)力水平向右才會(huì)使小球有向右的分運(yùn)動(dòng).由此可以判斷電場(chǎng)力是水平向右的，又因?yàn)殡妶?chǎng)水平向左，所以小球帶負(fù)電.    2分

  （2）對(duì)小球的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，豎直方向:  小球有豎直向上的初速度V₀，受重力，所以小球做豎直上拋運(yùn)動(dòng).Q點(diǎn)是最高點(diǎn)意味著Q點(diǎn)的豎直分速度為0.由豎直上拋運(yùn)動(dòng)的公式得：    2分

  解得。1分

水平方向：小球的水平初速度為0，小球在水平方向的加速度  1分

水平位移  1分  

得  1分

  （3）小球從O點(diǎn)落回到X軸時(shí)，由于對(duì)稱性，水平位移為3.2m。 1分  

電場(chǎng)力做正功， 2分 

即電勢(shì)能減少了1分