Question

【题目】在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示。P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒。高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h，已知重力加速度为g。

（I）若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；

（II）求能被屏探测到的微粒的初速度范围。

Answer 1

【答案】（1）；（2）；

【解析】

(1)粒子水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动；根据几何关系可明确粒子下降的高度，再由竖直方向的自由落体运动可求得飞行时间；

(2) 能被探测到的粒子高度范围为h至2h，水平位移相同，根据平抛运动规律可知速度范围。

(1) 对打在中点的微粒有：

解得：；

(2) 打在B点的微粒

解得：

同理，打在A点的微粒初速度：

微粒初速度范围：。