题目内容
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,运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8).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:(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.
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vy
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沿水平方向做初速度为0的匀加速运动,加速度为ax
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小球上升到最高点的时间
,此过程小球沿电场方向位移
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电场力做功
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故小球上升到最高点的过程中,电势能减少
.
(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![]()
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.
答案:(1)
水平向右 (2)
(3)
?方向与电场方向夹角为37°斜向上
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