问题
计算题
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=0.1kg、带正电的小球由静止释放,运动中小球速度与竖直方向夹角为37°。现将该小球从电场中某点以初速度v0=10m/s竖直向上抛出,(取sin37°=0.6,cos37°="0.8" ,g=10m/s2)求运动过程中:
(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过程中水平位移为多大?
(3)小球从抛出点至最高点的过程中电势能的变化量。
答案
(1)0.75N; 方向:水平向右;(2)3.75m;(3)2.81J
题目分析: (1)由题意,电场力:大小qE=mgtan37°=0.75(N)
方向:水平向右
(2)小球沿竖直方向做匀减速运动,速度为vy
vy=v0-gt 小球上升到最高点的时间t==1s
小球沿水平方向做初速度为0的匀加速运动,加速度为a,则有:
=7.5m/s2
此过程小球沿电场方向位移为:x==3.75m
(3)电场力做功 W=qEx=2.81J
故小球上升到最高点的过程中,电势能减少2.81J.