解题思路:(1)小球做平抛运动,竖直方向上做自由落体运动,求出竖直方向的速度,根据矢量合成原则即可求解;(2)小球沿直线运动碰到N板上的B点,知电场中小球所受合外力方向与运动方向相同,根据平抛运动进入电场时的速度方向求出电场力和重力的关系,从而求出B点到N板上的端的距离L.(3)根据动能定理先求出小球进入电场前的动能,再根据动能定理求出小球到达B点时的动能.
(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=
v02+vy2=2
5m/s
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
U
d=2mg
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−
1
2mv02
解得:Ek=0.175 J
答:(1)小球到达M板上端时的速度大小为2
5m/s,与水平方向夹角的正切值为[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
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;平抛运动.
考点点评: 解决本题的关键知道平抛运动的规律,以及知道小球进入磁场后速度方向与小球所受的合力方向相同.