如图所示,一带电小球从A处竖直向上进入一水平方向的匀强电场中,进入电场时小球的动能为4J,运动到最高点B时小球的动能为5J,则小球运动到与A点在同一水平面上的C点(图中未画出)
题目
如图所示,一带电小球从A处竖直向上进入一水平方向的匀强电场中,进入电场时小球的动能为4J,运动到最高点B时小球的动能为5J,则小球运动到与A点在同一水平面上的C点(图中未画出)时的动能为多少( )
A. 4J
B. 14J
C. 19J
D. 24J
答案
竖直方向:粒子做竖直上抛运动,则运动时间
t1= 水平方向:粒子做初速度为零的匀加速直线运动.
水平位移:
x1=a 上升的过程电场力做功:W
1=qEx
1 最高点时,水平方向的速度为0,故小球的动能与电场力做的功相等,即:W
1=5J
下降的过程中,竖直方向做自由落体运动,与竖直上抛是对称的所以下降的时间:t
2=t
1 水平方向的总位移:
x2=a(t1+t2)2=a•4=4x1 全过程中电场力做功:W
2=qEx
2=4qEx
1=4W
1=20J
全过程中,重力做功为0,根据动能定理:W
2=E
K末-E
K初所以:E
K末=E
K初+W
2=24J.所以正确的选项是D.
故选:D
1.水平受Eq向右,一直做初速度为0的匀加速直线运动,竖直受mg向下,做竖直上抛运动,互不影响.
2.竖直上升到最高点的时间等于从最高点落回抛出高度的时间.
3.根据竖直上抛和匀加速直线运动的特点即可解题.
电势能;动能定理的应用.
本题主要注意不一定求动能就把速度求出来,有时只需要知道速度之比即可,难度适中.
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