题目内容
质量为m、电荷量为+q的小球以初速度v0与水平方向成θ角射出,如图1所示.如果在某方向加上一定大小的匀强电场后,能保证小球仍沿v0方向做直线运动,试求所加匀强电场的最小值,加了这个电场后,经多长时间小球速度变为零.
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见试题分析
【试题分析】
由题知小球在重力和电场力作用下沿v0方向做直线运动,可知垂直v0方向上合外力为零,或者用力的分解和力的合成方法,重力与电场力的合力沿v0所在直线.
建立如图1所示坐标系,设场强E与v0成φ角,则受力分析如图所示.
由牛顿第二定律可得
Eqsinφ-mgcosθ=0 ①
Eqcosφ-mgsinθ=ma ②
由①式得E=
将φ=90°代入③式可得 Emin=
将φ=90°代入②式可得a=-gsinθ.
即在场强最小时,小球沿v0做加速度为a=-gsinθ的匀减速直线运动,设运动时间为t时速度为0,则0=v0-gsinθt
可得 t=
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