Question

如圖所示，一可視為質點的質量為m、電荷量為q帶負電小球，從距地面高為2h處以一定的初速水平度拋出，在離拋出點水平距離為s處，有一根管口比小球直徑略大些的豎直細管，管的上端距地面高度為h．現欲使小球能無碰撞地通過管子，在管子上方的整個區域里加一個水平向右的勻強電場．關于此小球和電場下列說法正確的是（　　）

• A．小球的初速度為2s

  g h

• B．小球的初速度為s

  g 2h

• C．電場強度的大小為

  2smg

  qh

• D．電場強度的大小為

  smg

  qh

Answer 1

分析：小球無碰撞通過管子，知小球在水平方向上做勻減速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動．結合分運動的規律求出小球的初速度和電場強度的大小．

解答：解：A、小球在豎直方向上有：h=

1

2

gt2，解得t=

2h g

，
在水平方向上做勻減速直線運動，有：s=

v0

2

t，
解得v0=

2s

t

=2s

g 2h

=s

2g h

．故A、B錯誤．
C、在水平方向上有：qE=ma，v02=2as，聯立解得E=

smg

qh

．故D正確，C錯誤．
故選：D．

點評：解決本題的關鍵知道小球在水平方向上做勻減速直線運動，豎直方向上做自由落體運動，結合運動學公式靈活求解．