高中 | 匀变速直线运动的位移时间公式 题目答案及解析
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必修1
第二章 匀变速直线运动的研究
2.3 匀变速直线运动的位移与时间的关系
匀变速直线运动的位移时间公式
流式细胞仪可对不同类型的细胞进行分类收集，其原理如图所示。仅含有一个$A$细胞或$B$细胞的小液滴从喷嘴喷出（另有一些液滴不含细胞），液滴质量均为$m=2.0 \times 10^{-10}\;\rm kg$。当液滴穿过激光束、充电环时被分类充电，使含$A$、$B$细胞的液滴分别带上正、负电荷，电荷量均为$q=1.0 \times 10^{-13}\;\rm C$。随后，液滴以$v=2.0\;\rm m/s$的速度竖直进入长度为$l=2.0 \times 10^{-2}\;\rm m$的电极板间，板间电场均匀、方向水平向右，电场强度大小为$E=2.0 \times 10^{5}\;\rm N/C$。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方$h=0.1\;\rm m$处的$A$、$B$收集管中。不计重力、空气阻力以及带电液滴间的作用。求：
含$A$细胞的液滴离开电场时偏转的距离；
$5 \\times 10^{-3}\\;\\rm m$
"]]由题意可知含$A$细胞的液滴在电场中做类平抛运动，垂直于电极板方向则$l=vt_{1}$
沿电极板方向$x_{1}=\dfrac{1}{2}at_{1}^{2}$
由牛顿第二定律$qE=ma$
解得含$A$细胞的液滴离开电场时偏转的距离为$x_{1}=5 \times 10^{-3}\;\rm m$
$A$、$B$细胞收集管的间距。
$0.11\\;\\rm m$
"]]含$A$细胞的液滴离开电场后做匀速直线运动，则$h=vt_{2}$
则$x_{2}=at_{1}t_{2}$
联立解得$x_{2}=0.05\;\rm m$
有对称性可知则$A$、$B$细胞收集管的间距$\Delta x=2(x_{1}+x_{2})=2 \times (0.005+0.05)\;\rm m=0.11\;\rm m$
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