综上所述,解得:△y=
(2)已知U=2.0×102V,d=4.0×10﹣2m,m=9.1×10﹣31kg,e=1.6×10﹣19C,g=10m/s2.
电子所受重力为:G=mg=9.1×10﹣30N
电子受到的电场力为:F电=e=8×10﹣16N
那么=≈10﹣14;
由于F电>>G,所以重力忽略不计,
(3)电场中某点电势φ定义为电荷在该点的电势能EP与其电荷量q的比值,
即:φ=
由于重力做功与路径无关,可以类比静电场电势的定义,将重力场中物体在某点的重力势能EG与其质量m的比值,叫做“重力势”,即φG=.
电势φ与重力势φG都是反映场的能的性质的物理量,仅由场自身的因素决定.
答:(1)忽略电子所受重力,电子射入偏转电场时初速度,
从电场射出时沿垂直版面方向的偏转距离;
(2)根据≈10﹣14,从而可以忽略了电子所受重力.
(3)电势φ的定义式为:φ=;
电势和“重力势”的共同特点为:电势φ与重力势φG都是反映场的能的性质的物理量,仅由场自身的因素决定.
【点评】考查了动能定理的内容,掌握类平抛运动处理规律,掌握运动的合成与分解的应用,注意类比法的内涵,及如何归纳物理量间的共同点是解题的关键.
13.(10分)动量定理可以表示为△p=F△t,其中动量p和力F都是矢量.在运用动量定理处理二维问题时,可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究.例如,质量为m的小球斜射到木板上,入射的角度是θ,碰撞后弹出的角度也是θ,碰撞前后的速度大小都是υ,如图所示.碰撞过程中忽略小球所受重力.
a.分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化△px、△py;
b.分析说明小球对木板的作用力的方向.
【考点】52:动量定理
【专题】15:简答题;31:定性思想;43:推理法;52F:动量定理应用专题.
【分析】(a)把小球入射速度和反射速度沿x方向和y方向进行分解,再根据动量的变化量等于末动量减初动量求解即可;
(b)对小球分析,根据△p=F△t分别求出x方向和y方向的作用力,从而求出合力,再结合牛顿第三定律分析即可.
【解答】解:a、把小球入射速度分解为vx=vsinθ,vy=﹣vcosθ,
把小球反弹速度分解为vx′=vsinθ,vy′=vcosθ,
则△px=m(vx′﹣vx)=0,△py=m(vy′﹣vy)=2mvcosθ,方向沿y轴正方向,
b、对小球分析,根据△p=F△t得:,,
则,方向沿y轴正向,
根据牛顿第三定律可知,小球对木板的作用力的方向沿y轴负方向.
答:a.分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化△px为0,△py大小为2mvcosθ,方向沿y轴正方向;
b.小球对木板的作用力的方向沿y轴负方向.
【点评】本题主要考查了速度的合成与分解原则以及动量定理的直接应用,注意动量是矢量,有大小也有方向,难度适中.
14.(10分)激光束可以看作是粒子流,其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动.激光照射到物体上,在发生反射、折射和吸收现象的同时,也会对物体产生作用.光镊效应就是一个实例,激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒.
一束激光经S点后被分成若干细光束,若不考虑光的反射和吸收,其中光束①和②穿过介质小球的光路如图②所示,图中O点是介质小球的球心,入射时光束①和②与SO的夹角均为θ,出射时光束均与SO平行.请在下面两种情况下,分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向.
a.光束①和②强度相同;
b.光束①比②强度大.
【考点】52:动量定理
【专题】12:应用题;33:参照思想;49:合成分解法;52F:动量定理应用专题.