Question

如圖所示在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系XOY，OY表示豎直向上的方向。已知該平面內(nèi)存在沿OX軸負(fù)方向的區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)有一個(gè)帶電量為2.5×10^{- 7 C}、質(zhì)量為10^{- 5 Kg}的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿Y軸正方向以某一初速度豎直向上拋出，它到達(dá)的最高點(diǎn)位置為圖中的Q點(diǎn)，其坐標(biāo)為（1.6，3.2），不計(jì)空氣阻力，g取10m/s²。

求：⑴指出小球帶何種電荷；
⑵小球的初速度和勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小；
⑶小球從O點(diǎn)拋出到落回X軸的過(guò)程中電勢(shì)能的改變量。

Answer 1

⑴小球帶負(fù)電⑵⑶

解析試題分析：⑴帶電小球所到的最高點(diǎn)Q在O點(diǎn)的右上方，說(shuō)明小球有水平向右的分運(yùn)動(dòng)和豎直向上的分運(yùn)動(dòng)就豎直方向而言，初速度是豎直向上的而重力是豎直向下的，重力使豎直向上的初速度逐漸減小，而不會(huì)產(chǎn)生水平向右的運(yùn)動(dòng).小球只受重力和電場(chǎng)力，只有電場(chǎng)力水平向右才會(huì)使小球有向右的分運(yùn)動(dòng).由此可以判斷電場(chǎng)力是水平向右的，又因?yàn)殡妶?chǎng)水平向左，所以小球帶負(fù)電.    2分
⑵對(duì)小球的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，豎直方向: 小球有豎直向上的初速度V0，受重力，所以小球做豎直上拋運(yùn)動(dòng).Q點(diǎn)是最高點(diǎn)意味著Q點(diǎn)的豎直分速度為0.由豎直上拋運(yùn)動(dòng)得：   2分           1分
水平方向：水平初速度為0，水平位移，    1分
小球在水平方向的加速度   1分 得  1分
⑶小球從O點(diǎn)落回到X軸時(shí)，由于對(duì)稱(chēng)性，水平位移為6.4m     1分
   2分  電勢(shì)能減少了   1分
考點(diǎn)：考查帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
點(diǎn)評(píng)：本題難度中等，運(yùn)動(dòng)反應(yīng)受力情況，所以根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)判斷電場(chǎng)力方向從而判斷粒子電性，帶電粒子在豎直平面內(nèi)做的是曲線運(yùn)動(dòng)，由力的獨(dú)立作用原理把曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解，注意分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性