Question

如圖所示在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系XOY，OY表示豎直向上的方向。已知該平面內(nèi)存在沿OX軸負(fù)方向的區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)有一個帶電量為2.5×10^{- 7 C}、質(zhì)量為10^{- 5 Kg}的小球從坐標(biāo)原點O沿Y軸正方向以某一初速度豎直向上拋出，它到達(dá)的最高點位置為圖中的Q點，其坐標(biāo)為（1.6，3.2），不計空氣阻力，g取10m/s²。

求：⑴指出小球帶何種電荷；
⑵小球的初速度和勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大��；
⑶小球從O點拋出到落回X軸的過程中電勢能的改變量。

Answer 1

⑴小球帶負(fù)電⑵⑶

解析試題分析：⑴帶電小球所到的最高點Q在O點的右上方，說明小球有水平向右的分運動和豎直向上的分運動就豎直方向而言，初速度是豎直向上的而重力是豎直向下的，重力使豎直向上的初速度逐漸減小，而不會產(chǎn)生水平向右的運動.小球只受重力和電場力，只有電場力水平向右才會使小球有向右的分運動.由此可以判斷電場力是水平向右的，又因為電場水平向左，所以小球帶負(fù)電.    2分
⑵對小球的兩個分運動，豎直方向: 小球有豎直向上的初速度V0，受重力，所以小球做豎直上拋運動.Q點是最高點意味著Q點的豎直分速度為0.由豎直上拋運動得：   2分           1分
水平方向：水平初速度為0，水平位移，    1分
小球在水平方向的加速度   1分 得  1分
⑶小球從O點落回到X軸時，由于對稱性，水平位移為6.4m     1分
   2分  電勢能減少了   1分
考點：考查帶電粒子在電場中的運動
點評：本題難度中等，運動反應(yīng)受力情況，所以根據(jù)粒子的運動特點判斷電場力方向從而判斷粒子電性，帶電粒子在豎直平面內(nèi)做的是曲線運動，由力的獨立作用原理把曲線運動進(jìn)行分解，注意分運動具有等時性