Question

如圖所示，水平地面上方分布著水平向右的勻強電場。一“L”形的絕緣硬質管豎直固定在勻強電場中。管的水平部分長為l₁=0.2 m,管的水平部分離水平地面的距離為h=5.0 m，豎直部分長為l₂=0.1 m。一帶正電的小球從管口A由靜止釋放，小球與管間摩擦不計且小球通過管的彎曲部分（長度極短,可不計）時沒有能量損失，小球在電場中受到的電場力大小為重力的一半。（g取10 m/s²)求：

(1)小球運動到管口B時的速度v_b的大小;

(2)小球著地點與管口B的水平距離s。

Answer 1

解：（1）在小球從A運動到B的過程中，對小球由動能定理有

mgl₂+F_電l₁=mv_b²-0①

解得v_b=②

代入數據可得v_B=2.0 m/s。③

（2）小球離開B點后，設水平方向的加速度為a,位移為s,在空中運動的時間為t,水平方向有a=④

s=v_Bt+at²⑤

豎直方向有h=gt²⑥

由③—⑥式，并代入數據可得s=4.5 m。