题目内容

如图有一水平向右的匀强电场,一个质量为m,电量为+q的粒子从A点以v的初速竖直向上抛出,粒子所受电场力等于粒子重力,则粒子的最小速度及所用时间分别( )

A.v; 
B.v; 
C.
D.; 
【答案】分析:由题,粒子受到重力和电场力作用,电场力等于粒子重力,作出合力,建立直角坐标系,沿合力方向建立y轴,如图,则知粒子做斜上抛运动,沿x轴方向做匀速直线运动,y轴做匀减速直线运动,当沿y轴方向的速度减至零时,粒子的速度最小,由牛顿第二定律和运动学公式求出最小速度和时间.
解答:解:如图,设粒子所受的重力和电场力的合力为F,如图,以A点为原点,沿合力方向建立y轴,建立直角坐标系,如图,则知粒子做斜上抛运动,沿x轴方向做匀速直线运动,y轴做匀减速直线运动,当沿y轴方向的速度减至零时,粒子的速度最小.
  y轴方向:加速度大小为 ay===,当沿y轴方向的速度减至零时,粒子的速度最小,设所用时间为t,则有
    v=vcos45°-ayt=0,解得,t=
最小速度即等于沿x轴方向的分速度vmin=
故选D
点评:本题运用运动的分解法研究斜上抛运动,首先要正确分析受力情况,再建立合适的坐标系,最后进行分析,由牛顿第二定律和运动学公式求解.
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