Question

在真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场．若将一个质量为m、带正电电量q的小球在此电场中由静止释放，小球将沿与竖直方向夹角为53°的直线运动。现将该小球从电场中某点以初速度竖直向上抛出，求运动过程中（sin53°=0.8，）

（1）此电场的电场强度大小；    （2）小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U；

（3）小球的最小动能

Answer 1

（1）根据题设条件，电场力大小F_e=mgtan37°＝mg 

（2）上抛小球沿竖直方向做匀减速运动，速度为v：v_y=v₀－gt

沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为a：a_x==g

小球上升到最高点的时间t=,此过程小球沿电场方向位移：s_x=a_xt²=

电场力做功 W=F_xs_x＝

小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U=

（3）水平速度v_x=a_xt，竖直速度v_y=v₀－gt，小球的速度v=

由以上各式得出 v²=g²t²－2v₀gt+v₀²

解得当t=时，v有最小值  v_min=v₀，小球动能的最小值为E_min=mv²_min＝