问题
问答题
如图所示,在距离水平地面高度为h的绝缘平台上方的矩形区域内(图中虚线区域)存在着匀强电场,场强的大小为E,方向水平向右.一个质量为m、带正电荷q的小球放在平台上,在电场力作用下由静止开始运动,经过时间t飞出平台,然后落在水平地面上.忽略平台的摩擦力以及空气的阻力,且已知重力加速度为g.求:
(1)小球离开绝缘平台时的速度大小;
(2)小球在离开平台后到落到地面的过程中,沿水平方向移动的距离.
答案
(1)小球受力分析,电场力、重力与支持力,
由牛顿第二定律,则有a=qE m
由运动学公式,则有v=at=qEt m
(2)小球做平抛运动,由竖直方向做自由落体运动,根据h=
gt′2,可得下落时间t′=1 2 2h g
所以小球沿水平方向移动的距离,x=vt′=
×qEt m
=2h g qEt m 2h g
答:(1)小球离开绝缘平台时的速度大小
;qEt m
(2)小球在离开平台后到落到地面的过程中,沿水平方向移动的距离qEt m
.2h g