Question

有三個質(zhì)量相等，分別帶正電、負電和不帶電的小球，從同一位置以相同的水平速度v射入豎直向上的勻強電場中，它們落到正極板上的位置如圖所示，則（　　）

A．a(chǎn)帶正電，b不帶電，c帶負電

B．三球到達正極板上所需的時間相同

C．三球到達正極板時的動能滿足E_a＜E_b＜E_c

D．三球到達正極板時的動量的增量相等

Answer 1

分析：從圖象中可以看到上極板帶負電，平行板間有豎直向上的電場，正電荷在電場中受到向上的電場力，負電荷受到向下的電場力；不帶電的小球做平拋運動，帶負電的小球做類平拋運動，加速度比重力加速度大，帶正電的小球做加速度比重力加速度小的類平拋運動．由此根據(jù)平拋和類平拋運動規(guī)律求解．

解答：解：A、在平行金屬板間不帶電小球、帶正電小球和帶負電小球的受力如下圖所示：

三小球在水平方向都不受力，做勻速直線運動，則落在板上時水平方向的距離與下落時間成正比，由于豎直位移相同，根據(jù)h=

1

2

at²，得水平位移最大的a球運動時間最長即a球豎直方向的加速度最小，故a球帶正電，水平位移最小的c球加速度最大，故c球帶負電，則b球不帶電，故A正確；
B、三小球在水平方向都不受力，做勻速直線運動，則落在板上時水平方向的距離與下落時間成正比，所以a球運動時間最長，c球運動時間最短，故B錯誤．
C、根據(jù)動能定理，三小球到達下板時的動能等于這一過程中合外力對小球做的功．由受力圖可知，帶負電小球合力最大為G+F，做功最多動能最大，帶正電小球合力最小為G-F，做功最少動能最小，即E_c＞E_b＞E_a，故C正確；
D、由前面的分析可知，三個顆粒的合力關(guān)系為  F_c＞F_b＞F_a．所以合力對三個顆粒做的功：W_c＞W(wǎng)_b＞W(wǎng)_a到達下邊的極板時三個顆粒的速度：v_c＞v_b＞v_a，
根據(jù)動量定理I=△mv=m（v-v₀）得：三個顆粒在電場中運動所受動量的增量關(guān)系是I_c＞I_b＞I_a．故D錯誤．
故選：AC

點評：確認不帶電小球做平拋運動，帶電小球做類平拋運動，分水平和豎直方向分析小球的運動，水平方向勻速直線運動，豎直方向初速度為0的勻加速直線運動，由運動的合成與分解進行分析．