题目内容
【题目】如图所示,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、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)。现将该小球从电场中某点以初速度v0。竖直向上抛出。求运动过程中:
(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电势能变化量;
(3)小球的最小速度的大小及方向。
【答案】(1)电场力为,方向水平向右(2)
(3),与电场方向夹角为37°斜向上
【解析】试题分析:(1)小球所受电场力与重力的合力一定沿速度v方向,即有: ,得,方向水平向右;
(2)竖直方向小球做竖直上抛运动,故上升时间为;上升的高度为
到最高点时速度为水平方向,设为,则有: ,
o由动能定理得得,
即电势能减小了。
将初速度分解为沿v反方向的分量和垂直此方向的分速度;小球在方向做类竖直上抛运动,到“最高点”处速度仅有垂直于方向的分速度,此时合力对小球做的负功最多,即小球的速度最小,且为,方向与v垂直,斜向右上方,即与电场E方向夹角为37°,斜向上。
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