Question

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后小球的运动速度与竖直方向夹角为37°（取）。现将该小球从该电场中某点以初速度竖直向上抛出。求抛出之后小球的运动过程中：

（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）小球的最小动量的大小及方向。

 

Answer 1

【答案】

（1）mg 水平向右  （2） (3)  方向与电场力方向夹角为37°斜向上。

【解析】（1）根据题设条件，电场力大小

电场力的方向水平向右。

（2）小球沿竖直方向做匀减速运动，速度为      

沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为a_x        

                                                                                            

小球上升到最高点的时间此过程小球沿电场方向位移    

电场力做功W=  小球上升到最高点的过程中，电势能减少

（3）水平速度，竖直速度 故小球的速度

由以上各式得出

解得当

此时·,即与电场方向夹角为37°斜向上

小球动量的最小值为                                                       最小动量的方向与电场方向夹角为37°，斜向上。