真空中存在電場強度大小為E1的勻強電場，一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運動，速度大小為v0，在油滴處於...

問題詳情：

真空中存在電場強度大小為E1的勻強電場，一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運動，速度大小為v0，在油滴處於位置A時，將電場強度的大小突然增大到某值，但保持其方向不變。持續一段時間t1後，又突然將電場反向，但保持其大小不變；再持續同樣一段時間後，油滴運動到B點。重力加速度大小為g。

（1）油滴運動到B點時的速度；

（2）求增大後的電場強度的大小；為保*後來的電場強度比原來的大，試給出相應的t1和v0應滿足的條件。已知不存在電場時，油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等於B、A兩點間距離的兩倍。

【回答】

（1） （2） 

【解析】（1）設油滴質量和電荷量分別為m和q，油滴速度方向向上為整。油滴在電場強度大小為E1的勻強電場中做勻速直線運動，故勻強電場方向向上。在t=0時，電場強度突然從E1增加至E2時，油滴做豎直向上的勻加速運動，加速度方向向上，大小a1滿足

①

油滴在時刻t1的速度為

②

電場強度在時刻t1突然反向，油滴做勻變速直線運動，加速度方向向下，大小a2滿足

③

油滴在時刻t2=2t1的速度為

④

由①②③④式得

⑤

由題給條件有⑨

式中h是B、A兩點之間的距離。

若B點在A點之上，依題意有

⑩

由①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得

⑪

為使，應有

⑫

即當⑬

或⑭

才是可能的：條件⑬式和⑭式分別對應於和兩種情形。

若B在A點之下，依題意有

⑮

由①②③⑥⑦⑧⑨⑮式得

【考點定位】牛頓第二定律 勻變速直線運動的規律

【名師點睛】本題考查牛頓第二定律及勻變速直線運動的規律。雖然基本知識、規律比較簡單，但物體運動的過程比較多，在分析的時候，注意分段研究，對每一個過程，認真分析其受力情況及運動情況，應用相應的物理規律解決，還應注意各過程間的聯絡。

知識點：牛頓第二定律

題型：計算題