Question

真空中存在著空間范圍足夠大的、水平向右的勻強電場。在電場中，若將一個質量為m、帶正電的小球由靜止釋放，運動中小球速度與豎直方向夾角為37°（取sin37°＝0.6，cos37°=0.8）。現將該小球從電場中某點以初速度v₀豎直向上拋出。求運動過程中（1）小球受到的電場力的大小及方向（2）小球從拋出點至最高點的電勢能變化量（3）運動過程中小球的最小動能的大小（4）如果拋出時的動能為4J，則小球落回到同一高度時的動能是多大？

Answer 1

（1）          （2） (3)    (4) 13J

   

解析:

(1)Eq=mgtan37⁰= 

(2)到達最高點的過程

豎直方向v=gt

水平方向v_x=3gt/4=3v/4

E_K=  

(3) 將初速度向合力方向和垂直于合力的兩方向分解，沿合力的方向做減速運動，垂直于合力的方向做勻速運動,當v₁減小為零時，動能最小。

V₂=3v/5

E_K=  

(4)在（2）中可以知道：在最高點，速度為初速度的3/4，返回到同一位置時，水平速度為初速度的3/2，

由勾股定理  v_t=13^1/2/2

所以E_K=13J