题目内容
(20分)如图,O、A、B为同一竖直平面内的三个点,OB沿竖直方向,,.将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出,小球在运动过程中恰好通过A点。使此小球带电,电荷量为q(q>0),同时加一匀强电场,场强方向与所在平面平行,现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带点小球,该小球通过了A点,到达A点时的动能是初动能的3倍;若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出,恰好通过B点,且到达B点的动能为初动能的6倍,重力加速度大小为g。求
(1)无电场时,小球达到A点时的动能与初动能的比值;
(2)电场强度的大小和方向。
(1) (2)
解析试题分析:(1)无电场时,小球运动为平抛运动,设初速度为,则有
水平方向
竖直方向
解得时间
竖直方向速度
经过A点的速度为
初动能,A点的动能
即
(2)从O点到A点,没有加电场时,根据动能定理有
得
加电场后通过A点根据动能定理则有
联立可得
加电场后恰好通过B点,根据动能定理则有
联立可得
整理可得
设直线OB上面的M点与A点等电势,如下图
根据匀强电场中沿任意一条直线电势都均匀变化,所以有
根据MA电势相等该条直线即为匀强电场的等势面,那么垂线OC与MA垂直即为电场线,设电场线与OB的夹角为,则有
根据正电荷从O到B电场力做正功,判断电场方向与竖直方向成夹角斜向右下方
根据从O到A电场力做功
整理可得
考点:曲线运动 带点粒子在匀强电场中的运动
练习册系列答案
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如图所示,在平坦的垒球场上,击球手挥动球棒将垒球水平击出,垒球在空中飞行一段时间后落地。若不计空气阻力,则下列说法中正确的是
A.垒球在空中运动过程中速度、加速度时刻改变 |
B.垒球落地时速度的方向可以竖直向下 |
C.垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定 |
D.垒球落地点与击球点的水平距离仅由初速度决定 |