题目内容
【题目】如图所示,质量为、电荷量为的小球从距地面一定高度的点,以初速度沿着水平方向抛出,已知在小球运动的区域里,存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场,如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的,且已知小球飞行的水平距离为,求:
(1)电场强度为多大?
(2)小球落地点与抛出点之间的电势差为多大?
(3)小球落地时的动能为多大?
【答案】(1)(2)) (3)
【解析】试题分析:小球在电场中受到重力和水平向左的电场力,根据运动的分解法可知,水平方向做匀减速运动,竖直方向做自由落体运动,由牛顿第二定律和运动学公式研究水平方向,可求出场强E.A与O之间的电势差 UAO=EL;研究竖直方向的运动,由自由落体运动的规律求出小球落地时的速度,即可求出小球落地时的动能.
(1)小球在水平方向上受到水平向左的电场力,做匀减速运动,则有
又根据牛顿第二定律得,联立得,解之得
(2)A与O之间的电势差:
(3)设小球落地时的动能为EKA,空中飞行的时间为T,分析竖直方向的分运动有, ,
分析水平方向的分运动有: ,解得
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