(1)0~1s内,小球只受重力作用,做平抛运动。当同时加上电场和磁场时,电场力:
-------------------1分,方向向上,
重力:
----------------1分,方向向下,重力和电场力恰好平衡。此时小球只受洛伦兹力而做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有:
------------1分
运动周期
----------------------1分,联立解得
----------------------------1分
正好是电场、磁场同时存在时间的5倍,即在这
内,小球恰好做了5个完整的匀速圆周运动。所以小球在
时刻的速度相当于小球做平抛运动
时的末速度。
--------------1分,
---------------------------------1分
-----------------------------------------------------------------1分
(2)小球在
内的运动轨迹示意图如图所示(如果圆的半径不是越来越大,扣1分)--------------------------------------------------------------------------------------------------------3分
(3)分析可知,小球
末与
末的位置相同,在
内小球做了
的平抛运动,
末小球平抛运动的位移大小为:
-------------------------------1分
----------------------------1分
此时小球的速度大小为
-----------------1分
速度与竖直方向的夹角为
--------------------------------------------------1分
此后小球做匀速圆周运动的半径
----------------------------1分
末,小球恰好完成了半个圆周运动,此时小球的位置坐标
-----------------------------------------------1分
-------------------------------------------------1分