Question

如图12所示，两块竖直放置的平行金属板A,B，板距d为0.04m,两板间的电压U为400V，板件有一匀强电场，

在A,B两板上端连线的中点Q的正上方，距Q为h=1.25m的P点处有一带正电的小球，已知小球的质量=0.000005kg，电荷量q=0.00000005C。设A,B板足够长，g取10.试求1.带正电的小球从P点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰2.相碰时，离金属板上端的距离多大

Answer 1

可以将其分解为两个过程：一个是在板外的自由落体运动过程，另一个是一个下抛运动过程。
A、B足够长说明小球不会逃出A、B板形成的电场区域，也就是说小球一定会打在板子上。
第一个过程：
小球进入板子的瞬间，其速度可以根据自由落体公式进行计算v=5m/s.
第二个过程：
进入A、B板后，由于是匀强电场，在水平方向上做匀加速运动，竖直方向上作加速度向下的匀加速运动。下落时间可以根据水平方向进行计算（因为小球打在板上就不会再运动）。
水平方向：E=10000v/s.,水平加速度a=qE/m=100m/s^2..所以：0.02=0.5*100*t^2. 得到t=0.02s
竖直方向：S=5*0.02+0.5*100*0.02^2=0.12m.
所以，经过0.02s和金属板相碰，相碰时离金属板距离是1.37m.