如图所示,水平面上有一倾角为α=30°的斜面,图中竖直虚线左侧空间存在水平向右的匀强电场,虚线右侧无电场。现有一质量为m、电荷量为-q的绝缘小球(可视为质点)从斜面顶端A点

◎ 题目

如图所示,水平面上有一倾角为α=30°的斜面,图中竖直虚线左侧空间存在水平向右的匀强电场,虚线右侧无电场。现有一质量为m、电荷量为-q的绝缘小球(可视为质点)从斜面顶端A点以初速度v0水平向右抛出,小球落到斜面上的B点,且B点恰好为电场右侧边界与斜面的交点,接着小球与斜面发生弹性碰撞,当小球再次落到斜面上时恰好打在斜面最底端的C点,已知重力加速度为g,匀强电场的场强大小为,求:斜面总长度L。(小球与斜面发生弹性碰撞时,碰撞前后的瞬间速度大小相等,且遵守光的反射定律)

◎ 答案

◎ 解析

小球从A点到B点的过程时,从水平和竖直方向分解小球的运动,设水平分位移为,竖直分位移为
--------------------------------------------(每式1分,共2分)
   得------------------------------------------------(1分)
设小球落入B点时的水平分速度为竖直方向的分速度为
  -----------------------------------(每式1分,共2分)

--------------------------------------------------------------(1分)
设速度方向与水平方向的夹角为
则:
所以:
由此可知小球从B点反弹时的速度大小是且沿水平方向,故小球接着做平抛运动.---(2分)
    得--------------------(2分)
所以---------------------------------------------------------(2分)
---------------------------------------------------------(2分)
(若第一部分选择沿斜面和垂直斜面两个方向分解,比照上述标准给分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,水平面上有一倾角为α=30°的斜面,图中竖直虚线左侧空间存在水平向右的匀强电场,虚线右侧无电场。现有一质量为m、电荷量为-q的绝缘小球(可视为质点)从斜面顶端A点…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的偏转】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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