解题思路:(1)设小球从P到 Q点做自由落体运动,根据自由落体公式求出时间,小球进入电场后其飞行时间取决于电场力产生的加速度ax,根据匀加速直线运动位移时间公式求出时间,两个时间之和即为所求时间;
(2)小球由P点开始在竖直方向上始终是自由落体运动,求出在时间t内的位移y,与金属板上端的距离为:S=y-h
(1)设小球从P到 Q需时t1,由h=
1
2gt12得
t1=
2h
g=
2×1.25
10=0.5s
小球进入电场后其飞行时间取决于电场力产生的加速度ax,可以求出小球在电场中的运动时间t2.应有qE=max,
E=
U
d
d
2=
1
2axt22
由上述3个式子,得
t2=d
m
qU=0.04×
5×10−6
5×10−8×400 s=0.02s
所以,运动总时间 t=t1+t2=0.5+0.02=0.52s
(2)小球由P点开始在竖直方向上始终是自由落体运动,在时间t内的位移为:
y=
1
2gt2=
1
2×10×(0.52)2m=1.352m
与金属板上端的距离为:S=y-h=1.352-1.25m=0.102m
答:(1)带正电小球从P点开始由静
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;自由落体运动;牛顿第二定律;电场强度.
考点点评: 该题考查了自由落体运动和类平抛运动的基本规律,难度适中,属于中档题.