题目内容
如图所示,质量为m的带电小球静止在绝缘水平面上,某时刻,给小球加某方向上的范围足够大的匀强电场,小球腾空沿与水平面成30°角的直线飞去.电场力的大小恒为
,小球经过一段时间t的飞行,将所加电场方向逆时针旋转120°,再经过
撤去电场.小球在重力的作用下落回水平面,求:
![]()
(1)落回点与出发点相距多远?
(2)小球的飞行时间.
(1)电场方向未变之前,以小球为研究对象,根据受力分析,设电场力与飞行方向夹角为
,小球飞行的加速度为![]()
①
②
解得![]()
小球沿着直线飞行的距离
③
速度
④
电场方向改变之后,以小球为研究对象,根据受力分析,因合力方向与飞行方向在一条直线上,只是方向相反,所以,小球仍然沿原直线飞行,速度越来越小。
此时加速度
⑤
经过
时间,物体的速度
⑥
在
时间内,小球飞行的距离
⑦
当速度等于时,撤去电场,小球做自由落体运动,所以落回点与出发点相距
⑧
(2)设在经过T时间落回地面
⑨
解得
小球总的飞行时间为![]()
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