Question

如圖6-3-24所示，在場強為E、方向豎直向上的勻強電場中，水平固定一塊長方形絕緣薄板.將一質量為m、帶有電荷-q的小球，從絕緣板上方距板h高處以速度v₀豎直向下拋出.小球在運動時，受到大小不變的空氣阻力f的作用，且f＜(qE+mg)，設小球與板碰撞時不損失機械能，且電荷量不變.求小球在停止運動前所通過的總路程s.

圖6-3-24

Answer 1

思路點撥：帶電物體在電場中的運動，由于重力、電場力做功與路徑無關，用動能定理求解比用牛頓運動定律和運動學公式求解更簡便.

小球以初速度豎直下拋做勻加速運動，與水平板碰撞并以相同的速率返回向上運動到最高點.由于阻力作用，返回的高度變小，然后又下落做加速運動.以后在豎直方向多次往返運動，但高度不斷減小，直到最終靜止在水平板上.

小球在往復運動過程中，一直有阻力做功.而重力、電場力做功與路徑無關，只決定于小球的始末位置，由動能定理可求解.（帶電物體在電場中的運動由于重力、電場力做功與路徑無關，用動能定理求解比用牛頓運動定律和運動學公式求解更簡便）

答案：s=