如图所示,质量为m、电荷量为+q的小球从距地面一定高度的O点,以初速度v0沿着水平方向抛出,已知在小球运动的区域里,存在
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解题思路:(1)小球在电场中受到重力和水平向左的电场力,根据运动的分解法可知,水平方向做匀减速运动,竖直方向做自由落体运动,由牛顿第二定律和运动学公式研究水平方向,可求出场强E,即可求出电势差.(2)水平方向和竖直方向两个分运动具有等时性,由运动学公式分别研究水平和竖直两个方向,得到v0与时间的关系,求出时间,即可求出高度.(3)小球与地面碰撞后做斜上抛运动,由水平距离2L,由运动学公式求出碰撞后小球的速率,由(2)求出碰撞前的速率,即可求解.

(1)小球在电场中受到重力和水平向左的电场力,水平方向做做匀减速运动,竖直方向做自由落体运动,则有

水平方向:a=[qE/m],

v20=2aL

联立得到:E=

m

v20

2qL

故A与O间的电势差为:UAO=EL=

m

v20

2q

(2)水平方向:L=

v0t

2,得t=[2L

v0

竖直方向:h=

1/2gt2

联立解得:h=

2gL2

v20]

(3)小球落地前瞬间的速率为:vA=gt=g•

2L

v0=[2gL

v0,

小球落地后,水平方向有:2L=

1/2a(2t′)2=

1

2•

v20

2L](2t′2),得:t′=

2L

v0

碰撞后瞬间小球的速率为:vA′=gt′=

2gL

v0

则碰撞中损失的动能与碰前动能的比值为:[△E

Ek=

1/2m

v2A−

1

2mvA′2

1

2m

v2A]=[1/2]

答:(1)小球落地点A与抛出点O之间的电势差为

m

v20

2q.

(2)小球下落时的高度为

2gL2

v20.

(3)碰撞中损失的动能与碰前动能的比值1:2.

点评:

本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;运动的合成和分解.

考点点评: 本题小球在电场和重力场的复合场中运动,由于受到两个恒力作用,运用运动的分解法研究是常用的方法.

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