Question

【題目】如圖所示，真空中存在空間范圍足夠大的、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，運動中小球的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）小球的最小速度的大小及方向。

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】試題分析： （1）小球所受電場力與重力的合力一定沿速度v方向，即有：，得，方向水平向右。

（2）豎直方向小球做豎直上拋運動，故上升時間為，上升的高度為

到最高點時速度為水平方向，設為，則有：，

由動能定理得：得：，

即電勢能減小了。

（3）將初速度分解為沿v反方向的分量

垂直此方向的分速度：；

小球在方向做類豎直上拋運動，到“最高點”處速度僅有垂直于方向的分速度，此時合力對小球做的負功最多，即小球的速度最小，且為，方向與v垂直，斜向右上方，即與電場E方向夾角為，斜向上。