Question

高二物理题，高手来啊！！

真空中有一对水平金属板两板间距为4.0 cm电压保持100v不变不带电的质量为0.10g的小颗粒从平行金属板的中点自由下落，与下极板碰撞后反向弹起，碰撞使没有动能损失，并从下极板获得电荷。问：小颗粒至少获得多少电荷量才能上升到上极板？（g取10米每秒）

要详细过程，拜托了！！

Answer 1

这题目可以这样思考，要是没有电场存在，那么小颗粒在2cm处自由下落，碰撞没有机械能损失，它还会回到2cm处，现在有电场，小颗粒有电荷了，那么要到4cm处，只能电场力做功，电场力做的功加上已有的动能（1/2mgh)，抵消重力做的负功。
E=U/L=100/0.04Nm=2500Nm,F=Eq,
mgh=1/2mv^2+Eqh
mgh=1/2mgh+Eqh
1/2mg=Eq
q=0.0000002C

Answer 2

碰撞没有动能损失，那么应该能量守衡啊！不需要获得电量吧。

Answer 3

上升到上极板即克服重力做功，需要的能量为颗粒在中点时的重力势能+电场能。表达为W =W1+E .W=mgh=0.01×10×0.04=0.004j 。W1=1/2W =0.002j 。所以 E =0.002j
Q=W/U=0.02/100

Answer 4

设h=0.04m,u=100v,m=0.0001kg,q为获得的电荷，根据能量守恒原理可得
0.5mgh=(u/h)qh
可推出q=mgh/(2u)=0.00000002C

Answer 5

首先如果没有电场，根据能量守恒，小球可以弹至原有高度（即金属板中点），就是说电场从下板到上板对小球做的功等于小球从金属板中点到上级板重力做的功
W=G*S=0.1/1000*10KG/N*2/100=0.00002焦耳
Q=W/U=0.00004/100=0.0000002库伦