Question

【题目】在竖直平面内建立xoy直角坐标系，oy表示竖直向上方向。如图所示。已知该平面内存在沿x轴正向的区域足够大的匀强电场。一带电小球从坐标原点o沿oy方向以4J的初动能竖直向上抛出。不计空气阻力，它到达的最高位置如图中M点所示。

（1）求小球在M点时的动能EkM。

（2）设小球落回跟抛出点在同一水平面时的位置为N，求小球到达N点时的动能EkN。

Answer 1

【答案】（1）2.25J （2）13J

【解析】

试题分析：（1）在竖直方向小球只受重力，从O—M速度由v0减小到0；在水平方向小球只受电场力F，速度由0增大到v1；

由图知这两个分运动相等时间内的位移之比为：

所以平均速度大小之比为4：3，因此

所以

解得：小球在M点时的动能

(1) 由竖直分运动知，和经历的时间相同，因此水平位移大小之比为，故N点的横坐标为12.

小球到达N点时的竖直分速度为v0，水平分速度为2v1，所以N点水平方向的动能为：

由此可得此时动能