题目内容

在光滑水平面上,有一质量为、电量的带正电小球,静止在O点。以O点为原点,在该水平面内建立直角坐标系。现在突然加一沿轴正方向,场强大小的匀强电场,使小球开始运动。经过一段时间后,所加匀强电场再突然变为沿轴正方向,场强大小不变,使该小球恰能够到达坐标为(0.3,0.1)的P点。求:

(1)电场改变方向前经过的时间;

(2)带正电小球到达P点时的速度大小和方向。

由牛顿运动定律得,在匀强电场中小球加速度的大小为:

代人数值得:   a=0.20 m/s2     (1分)

当场强沿x正方向时,经过时间t小球的速度大小为vx=at   (1分)

小球沿x轴方向移动的距离           (1分)

电场方向改为沿y轴正方向后的时间T内,小球在x方向做速度为vx的匀速运动,在y方向做初速为零的匀加速直线运动。

沿x方向移动的距离:x=vxT + x1=0.30 m    (1分)        

沿y方向移动的距离:=0.10 m    (1分)

由以上各式解得     t=1 s  (1分)         T=1s

                          vx=0.2 m/s  (1分)

P点时小球在x方向的分速度仍为vx,在y方向的分速度

vy=aT=0.20 m/s (1分)

由上可知,此时运动方向与x轴成45º角,速度大小为0.28 m/s(或m/s)      (1分)

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