问题
问答题
真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场.在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°（取sin37°=0.6,cos37°=0.8).现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出.求运动过程中：
图16-2-5
（1）小球受到的电场力的大小及方向；
（2）小球从抛出点至最高点的电势能变化量；
（3）小球的最小动量的大小及方向.
答案
（1）
水平向右 （2）
（3）
方向与电场方向夹角为37°斜向上
根据题设条件，电场力大小
电场力的方向水平向右.
（2）小球沿竖直方向做匀减速运动，速度为vy
沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为ax
小球上升到最高点的时间
，此过程小球沿电场方向位移
电场力做功
故小球上升到最高点的过程中，电势能减少.
（3）水平速度vx=axt,竖直速度vy=v0-gt
小球的速度
由以上各式得出
解得当
时，v有最小值
此时，
,
,
,
即与电场方向夹角为37°，斜向上
小球动量的最小值为
.
最小动量的方向与电场方向夹角为37°，斜向上.