题目内容
【题目】如图所示,匀强电场方向与水平线间夹角θ=30°,方向斜向右上方,电场强度为E,质量为m的小球带负电,以初速度v0开始运动,初速度方向与电场方向一致.
(1)若小球的带电荷量为q=,为使小球能做匀速直线运动,应对小球施加的恒力F1的大小和方向各如何?
(2)若小球的带电荷量为q=,为使小球能做直线运动,应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向各如何?
【答案】(1),方向与水平线成60°角斜向右上方
(2),方向与水平线成60°角斜向左上方
【解析】试题分析:(1)如图甲所示,为使小球做匀速直线运动,必使其合外力为0,设对小球施加的力F1与水平方向夹角为α,则F1cos α=qEcos θ
F1sin α=mg+qEsin θ
代入数据解得α=60°,
即恒力F1与水平线成60°角斜向右上方.
(2)为使小球能做直线运动,则小球所受合力的方向必和运动方向在一条直线上,故要使力F2和mg的合力和电场力在一条直线上.如图乙所示.
当F2取最小值时,F2垂直于F.
故F2=mgsin 60°=.方向与水平线成60°角斜向左上方.
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