题目内容
真空中存在空间范围足够大的、水平向左的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球速度与竖直方向夹角为37°。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sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)小球受到的电场力的大小;
(2)小球从抛出点至最高点的电势能变化量。
解:(1)根据题设条件,电场力大小
Fe=mgtan37°=
mg(2分)
(2)小球沿竖直方向做匀减速运动,速度为v:vy=v0-gt(1分)
沿水平方向做初速度为0的匀加速运动,加速度为a:ax=
=
g(1分)
小球上升到最高点的时间t=
(1分), 此过程小球沿电场方向位移:sx=
axt2=
(2分)
电场力做功 W=Fxsx=
mv02(2分)
小球上升到最高点的过程中,电势能减少
mv02(1分)
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