题目内容
【题目】在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场中,若将一个质量为m、电荷量为+q的小球在此电场中由静止释放,小球将沿与竖直方向夹角为53°的直线运动。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(已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,不计空气阻力)
(1)此电场的电场强度大小
(2)小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U
(3)小球运动过程中的最小动能
【答案】(1)(2)
(3)
mv.
【解析】
试题分析:(1)根据题设条件,电场力大小
F=mgtan 53°=mg=qE,解得
(2)上抛后小球沿竖直方向做匀减速运动,在竖直方向的速度为vy=v0-gt
沿水平方向做初速度为0的匀加速运动,加速度为
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=Fx=mv
小球运动的抛出点至最高点之间的电势差
(3)水平速度vx=axt,竖直速度vy=v0-gt,小球的速度
由以上各式得出
解得当时,v有最小值vmin=
v0,小球动能的最小值为Emin=
mv
=
mv.
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