热门试卷

解：（1）小球受力如图所示，电场力为：

F=qE=3×10-5×106N=30N，

弹力为：N=mgsinθ-Fcosθ=（40×0.8-30×0.6）N=14N，

摩擦力大小为：f=μN=×14N=12N，

小球从最高点运动到最低点过程中，由动能定理得：

（Fsinθ+mgcosθ-f）L=mv12-0，

代入数据可解得：v1=6m/s；

（2）为使小球到达B点时的速度最大，当重力与电场力做的功最多而克服摩擦力做的功最小时小球的速度最大，则杆应沿重力与电场力的合力方向，有：

tanθ===，

则杆与竖直方向夹角：θ=37°，此时摩擦力为0，

由动能定理得：（Fsinθ+mgcosθ）L=mv22-0，

代入数据解得：v2=5m/s；

答：（1）小球滑到低端时的速度大小为6m/s；

（2）此时杆与竖直方向的夹角θ为37°，最大速度vm大小为5m/s．

解：设小球从P到Q需时间t1，由h=得

  t1==0.5s

设小球进入电场后运动时间为t2

则qE=ma

  E=

则小球水平方向的加速度a=

水平方向作匀加速运动，则有

  =

解得t2=0.2s

故总时间为t=t1+t2=0.7s

（2）小球由P点开始在竖直方向上始终是自由落体运动，则y==2.45m

答：（1）带正电小球从P点开始由静止下落，经0.7s和金属板相碰；

（2）相碰时，离金属板上端的距离为2.45m．

解：

（1）S、P间电势差 U=US-UP，

又U=Eh=200×0.05=10V），

由题 US=0，则得UP=-10V

小球第一次到达挡板时，由动能定理得E=Eqh=200×2×10-3×5×10-2=0.02J

（2）根据动能定理得：，，

则小球从P点出发第一次回到最右端的过程中，电场力对小球做功 W=W1+W2=0

（3）由动能定理得  ，

当碰撞1次后，小球与挡板相碰后向右运动距离为h1，则 ，，

同理有 …，

推得当碰撞n次后，，

有，

所以小球经过13次碰撞后，才能抵达A板．

答：

（1）设匀强电场中挡板S所在位置处电势为零，则电场中P点的电势为-10V，小球第一次到达挡板S时的动能为0.02J；

（2）小球从P点出发第一次回到最右端的过程中，电场力对小球做功 W=W1+W2=0

（3）小球经过13次碰撞后，才能抵达A板．