问题
问答题
如图所示,质量为m、带电荷量为+q的粒子在O点以初速度v0与水平方向成θ角射出,粒子在运动中受阻力大小恒定为f.
(1)如果在某方向加上一定大小的匀强电场后,能保证粒子仍沿v0方向做直线运动,试求所加匀强电场的最小值;
(2)若加上大小一定、方向水平向左的匀强电场,仍能保证粒子沿v0方向做直线运动,并经过一段时间后又返回O点,求粒子回到O点时的速率.
答案
(1)mgcosθ/q (2)·v0
(1)粒子受力如右图所示,要保证粒子沿v0方向做直线运动,必须在垂直于v0向斜上方加匀强电场E有最小值,且Eq=mgcosθ,E=mgcosθ/q.
(2)如下图所示,为使垂直于v0方向合力为零,Eqsinθ=mgcosθ,设粒子最大位移为s,由动能定理mv02=(mgsinθ+Eqcosθ+f)s,粒子由O点射出再回到O点,由动能定理
m(v02-v2)=2fs.解上述方程得
v=·v0.