如图所示，空间有场强E=0.5N/C的竖直向下的匀强电场，长l=0.33m的不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一质量m=0.01kg的不带电小球A，拉起小球至绳水平后，无初速释放．

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 平抛运动/2022-09-19 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示，空间有场强E=0.5N/C的竖直向下的匀强电场，长l=0.3

3
m的不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一质量m=0.01kg的不带电小球A，拉起小球至绳水平后，无初速释放．另一电荷量q=+0.1C、质量与A相同的小球P，以速度v0=3

3
m/s水平抛出，经时间t=0.2s与小球A在D点迎面正碰并粘在一起成为小球C，碰后瞬间断开轻绳，同时对小球C施加一恒力，此后小球C与D点下方一足够大的平板相遇．不计空气阻力，小球均可视为质点，取g=10m/s2．
（1）求碰撞前瞬间小球P的速度．
（2）若小球C经过路程s=0.09m到达平板，此时速度恰好为0，求所加的恒力．
（3）若施加恒力后，保持平板垂直于纸面且与水平面的夹角不变，在D点下方面任意改变平板位置，小球C均能与平板正碰，求出所有满足条件的恒力．
魔方格

◎ 答案


魔方格

魔方格
（1）小球P在碰撞前做类平抛运动，竖直方向的加速度
a=
mg+qE
m
=
0.01×10+0.1×0.5
0.01
m/s2=15m/s2
小球P在碰撞瞬间竖直向下的速度为vy=at=15×0.2m/s=3m/s
所以小球P碰撞瞬间的速度vP=

v20
+
v2y
=

(3

3
)2+32
m/s=6m/s
（2）小球P与A在D点正碰，小球P此时的速度与水平方向的夹角为θ，连接小球A的绳子与竖直方向的夹角也为θ．tanθ=
vy
v0
=
3
3

3
=
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