问题
问答题
如图，两块平行金属板M、N竖直放置，两板间的电势差U=1.5×103 V，现将一质量m=1×10-2 kg、电荷量q=4×10-5 C的带电小球从两板上方的A点以v0=4m/s的初速度水平抛出，小球恰好能从M板上端进入两板之间，并沿直线运动打到N板上的B点．已知A距两板上端的高度为h=0.2m，（不计空气阻力，g=10m/s2），求：
（1）小球到达M板上端时的速度大小vM和与水平方向夹角的正切值
（2）M、N两板间的距离d，落点B距N板上端的距离L
（3）小球到达B点时的动能Ek．
答案
（1）小球做平抛运动，竖直方向上：
vy2=2gh
解得：vy=2 m/s
则小球的速度：vm=
=2v02+vy2
m/s 5
方向与水平夹角θ，tanθ=
=vy v0 1 2
（2）进入电场后做直线运动，由受力分析与几何知识得：
tanθ=
=mg F电 L d
F电=q
=2mg U d
解得：d=0.3 m，L=0.15m
（3）从A到B的过程中，应用动能定理：
mg（h+L）+qU=Ek-
mv02 1 2
解得：Ek=0.175 J
答：（1）小球到达M板上端时的速度大小为2
m/s，与水平方向夹角的正切值为5
；1 2
（2）M、N两板间的距离d为0.3m，落点B距N板上端的距离L为0.15m；
（3）小球到达B点时的动能Ek为0.175J