题目内容

【题目】如图所示,质量为m,带电量为+q的小球,在P点具有沿PQ方向的初速度v0,为使小球能沿PQ方向运动,所加的最小匀强电场方向如何?场强大小多大?加上最小的电场后,小球经多长时间回到P点?

【答案】场强大小,方向垂直于PQ方向.

【解析】试题分析:球只受重力和电场力.重力的大小方向都不变.为使小球能沿PQ方向运动,应让小球所受合力方向沿PQ方向.用三角形定则,由重力向PQ方向作垂线,垂线段最短,最短的力为电场力F.如图所示.

则电场力

场强大小

正电荷受电场力方向与场强方向一致,故场强方向垂直于PQ方向.

加上最小场强后,由图可知小球受合力大小为F=mgsin30°=mg,方向沿QP方向.

根据牛顿第二定律,故a=g

所以物体作初速度为V0,加速度为g的匀减速运动.

运用匀变速直线运动的位移公式x=v0t+at2,物体再回到P点时,位移为零,故有

0=v0t-at2

解得

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