Question

【题目】如图所示，倾角为θ的斜面处于竖直向下的匀强电场中，在斜面上某点以初速度为v0水平抛出一个质量为m的带正电小球，小球在电场中受到的电场力与小球所受的重力相等．设斜面足够长，地球表面重力加速度为g，不计空气的阻力，求：

（1）小球落到斜面所需时间t；
（2）小球从水平抛出至落到斜面的过程中电势能的变化量△E．

Answer 1

【答案】
（1）

解：小球做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律得

qE+mg=ma，qE=mg，得a=2g

水平方向：x=v0t

竖直方向：y=

又

联立上四式得：t=

（2）

解：由上得y= =

电场力做功为W=qEy=mg =m

故电势能的变化量△Ep=﹣W=﹣m

【解析】（1）小球水平抛出后，由于所受电场力与重力均为恒力，小球做类平抛运动，根据牛顿第二定律求出加速度，运用运动的分解法，由运动学公式和水平位移与竖直位移的关系求解时间；（2）从水平抛出至落到斜面的过程中，小球的电势能变化量等于电场力做功，由运动学公式求出竖直位移大小y，由W=qEy求解电势能的变化量．