如图所示,光滑绝缘的正方形水平桌面边长为d=0.48m,离地高度h=1.25m.桌面上存在一水平向左的匀强电场(其余位置均无电场),电场强度E=1×104N/C.在水平桌面上某一位置P处有
◎ 题目
如图所示,光滑绝缘的正方形水平桌面边长为d=0.48m,离地高度h=1.25m.桌面上存在一水平向左的匀强电场(其余位置均无电场),电场强度E=1×104N/C.在水平桌面上某一位置P处有一质量m=0.01kg,电量q=1×10-6C的带正电小球以初速v0=1m/s向右运动.空气阻力忽略不计,重力加速度g=10m/s2 (1)求小球在桌面上运动时的加速度; (2)P处距右端桌面多远时,小球从开始运动到最终落地的水平距离最大,并求出该最大水平距离. |
◎ 答案
(1)对小球受力分析,受到重力、支持力和电场力,重力和支持力平衡,根据牛顿第二定律,有 a=
(2)球先向右减速,假设桌面足够长,减为零的过程,有 x=
设球到桌面右边的距离为x1,球离开桌面后作平抛运动的水平距离为x2,则x总=x1+x2 由v2-v02=-2ax1 代入得 v=
设平抛运动的时间为t,根据平抛运动的分位移公式,有 h=
代入得t=0.5s 水平方向,有 x2=vt=0.5
故 x总=x1+0.5
令y=
故,当y=
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