问题 计算题

(10分)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

答案

(1)mg  (2)   (3)

题目分析:(1)根据题设条件,电场力大小Fe=mgtan37°=mg 

(2)上抛小球沿竖直方向做匀减速运动,速度为v:vy=v0-gt

沿水平方向做初速度为0的匀加速运动,加速度为a:ax==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:sx=axt2=

电场力做功 W=Fxsx

小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U=

(3)水平速度vx=axt,竖直速度vy=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  vmin=v0,小球动能的最小值为Emin=mv2min

单项选择题
多项选择题