Question

（16分）如圖所示，一帶電量為、質(zhì)量為的小球，從距地面高處以一定的初速度水平拋出，在距拋出點水平距離為處有根管口比小球略大的豎直細(xì)管，管的上口距地面的。為了使小球能無碰撞地通過管子，可在管子上方整個區(qū)域內(nèi)加一水平向左的勻強電場，求：

（1）小球的初速度的大小；

（2）應(yīng)加電場的場強大小；

（3）小球落地時的動能。

Answer 1

解析：本題涉及到自由落體運動、勻減速直線運動等多過程及多種規(guī)律。如運動學(xué)公式、牛頓第二定律、動能定理等的運用，考查學(xué)生對復(fù)雜過程的綜合分析能力和物理規(guī)律的綜合運用能力。

要使小球無碰撞地通過管口，則當(dāng)它到達(dá)管口時，速度方向為豎直向下，

（1）豎直方向小球做自由落體運動，則運動時間為：

水平方向小球做勻減速運動，減速至0，位移為： 

解得 

（2）水平方向，根據(jù)牛頓第二定律　　　　

又由運動學(xué)公式

解得：     

（3）由動能定理得　 

解得