Question

8．如圖所示，兩塊豎直放置的平行金屬板A、B，板間距離d=0.04m，兩板間的電壓U=400V，板間有一勻強(qiáng)電場．在A、B兩板上端連線中點(diǎn)的正上方h=1.25m的P點(diǎn)處有一帶正電的小球，已知小球的質(zhì)量m=5×10^-6kg，電荷量q=5×10^-10C．設(shè)A、B板的長度無限，g取10m/s²．
求：帶正電小球從P點(diǎn)開始由靜止下落，經(jīng)多長時間和金屬板相碰．

Answer 1

分析 設(shè)小球從P到 Q點(diǎn)做自由落體運(yùn)動，根據(jù)自由落體公式求出時間，小球進(jìn)入電場后其飛行時間取決于電場力產(chǎn)生的加速度a_x，根據(jù)勻加速直線運(yùn)動位移時間公式求出時間，兩個時間之和即為所求時間；

解答 解：設(shè)小球從P到Q需時間t₁，由h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$得：
t₁=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$=0.5s
設(shè)小球進(jìn)入電場后運(yùn)動時間為t₂
則：qE=ma
E=$\frac{U}wk47ofc$
則小球水平方向的加速度為：a=$\frac{qU}{md}$
水平方向作勻加速運(yùn)動，則有：
$\fracrrl6szv{2}$=$\frac{1}{2}{at}_{2}^{2}$
聯(lián)立解得：t₂=0.2s
故總時間為：t=t₁+t₂=0.5+0.2=0.7s
答：帶正電小球從P點(diǎn)開始由靜止下落，經(jīng)0.7s和金屬板相碰．

點(diǎn)評 該題考查了自由落體運(yùn)動和類平拋運(yùn)動的基本規(guī)律，難度適中，屬于中檔題．