题目内容
(12分)真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m=0.1kg、带正电的小球由静止释放,运动中小球速度与竖直方向夹角为37°。现将该小球从电场中某点以初速度v0=10m/s竖直向上抛出,求运动过程中(取sin37°=0.6,cos37°=0.8 ,g=10m/s2)
(1)小球受到的电场力的大小及方向;
(2)小球从抛出点至最高点的过程中水平位移为多大?
(3)小球从抛出点至最高点的过程中电势能的变化量。
解析:
(1)由题意,电场力:大小qE=mgtan37°=0.75(N)
方向:水平向右 (4分)
(2)小球沿竖直方向做匀减速运动,速度为vy
vy=v0-gt 小球上升到最高点的时间t=v0/g=1(s) (2分)
小球沿水平方向做初速度为0的匀加速运动,加速度为a
此过程小球沿电场方向位移s=at2/2=3.75(m) (2分)
(3)电场力做功 W=qEs=2.81(J)
故:小球上升到最高点的过程中,电势能减少2.81J. (4分)
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