题目内容
【题目】如图所示,一质量为m、电荷量为+q的小球从距地面为h处,以初速度v0水平抛出,在小球运动的区域里,加有与小球初速度方向相反的匀强电场,若小球落地时速度方向恰好竖直向下,小球飞行的水平距离为L,小球落地时动能Ek= ,电场强度E= .
【答案】mgh
【解析】试题分析:小球抛出后,在空中受两个力作用,水平方向受电场力与运动方向相反,做初速度为v0的匀减速直线运动,竖直方向小球受重力作用,做自由落体运动.沿水平方向和竖直方向进行分析,可以得出相应的结论.
解:由题意知小球以v0水平向右抛出后受到水平方向向左的电场力F=qE作用,以加速度a=做匀减速直线运动,小球落地后速度恰好竖直向下,说明水平方向的速度减为0,小球有竖直方向只受重力作用,做自由落体运动,已知小球下落高度为h,重力加速度为g,则据得小球运动时间t=,小球竖直方向速度为
由于小球落地时,速度恰好竖直向下,即此时v=vy,故小球落地时的动能=mgh;
在水平方向有:,在竖直方向有:
所以有:,即a=
又因为:a=
所以:E==
故答案为:mgh,
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