Question

13．某個質量為m、帶電量為-q（q＞0）的小球僅在重力作用下從靜止開始沿豎直向下方向做勻加速直線運動，一段時間后在小球運動的空間中施加豎直方向的勻強電場，小球又經(jīng)過相等的時間恰好回到出發(fā)點，則（　�。�

• A． 電場強度方向豎直向下，大小為$\frac{4mg}{q}$
• B． 電場強度方向豎直向下，大小為$\frac{5mg}{q}$
• C． 電場強度方向豎直向上，大小為$\frac{mg}{q}$
• D． 電場強度方向豎直向上，大小為$\frac{3mg}{q}$

Answer 1

分析 物體先向上勻加速直線運動，撤去拉力后的運動可以看成一種有往復的勻減速直線運動，兩個過程的位移大小相等、方向相反，由牛頓第二定律和位移公式結合求解．

解答 解：電場力大小為F=qE，
設勻加速直線運動的時間為t．向下的過程中：h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$   ①
對于勻變速直線運動，有 a=$\frac{F-mg}{m}$ ②
據(jù)題有：$\frac{1}{2}g{t}^{2}=-（gt•t-\frac{1}{2}a{t}^{2}）$  ③
解得 F=4mg
所以：E=$\frac{4mg}{q}$．故A正確，BCD錯誤．
故選：A

點評 解決本題的關鍵要抓住兩個過程的位移關系、速度關系、時間關系，由牛頓第二定律和位移公式得到加速度的關系、末速度的關系．要注意選取正方向．