问题
计算题
如图所示，两块竖直放置的平行金属板A、B，板距d=0.04 m，两板间的电压U=400 V，板间有一匀强电场。在A、B两板上端连线的中点Q的正上方，距Q为h=1.25 m的P点处有一带正电小球，已知小球的质量m=5×10-6 kg，电荷量q=5×10-8 C。设A、B板足够长，g取10 m/s2。试求：
(1)带正电小球从P点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰？
(2)相碰时，离金属板上端的距离多大？
答案
解：(1)设小球从P到Q需时t1，由
得
小球进入电场后其飞行时间决定于电场力产生的加速度ax，由力的独立作用原理，可以求出小球在电场中的运动时间t2，应有qE=max
由以上各式，得
所以，运动总时间t=t1+t2=0.5+0.02=0.52(s)
(2)小球由P点开始在竖直方向上始终做自由落体运动，在时间t内的位移为
相碰时离金属板上端的距离为：△y=y-h=0.102 m