问题 问答题

如图,在水平向右的匀强电场中,自A点以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的带电物块,经最高点P返回到与A点在同一水平面上的B点(图中B点未画出),连接AB,自P点向AB作垂线,垂足为Q,测得hPQ∶sAB= 1∶2,求

小题1:  (1)物块重力与电场力的大小之比

小题2:  (2)在物块由A至B的运动过程中,物块的动能与电势能的和有一个最小值,求出现这个最小值时物块的位置和速度大小

小题3:  (3)物块到达B点时的速度

答案

小题1:     mg∶qE=2∶1

小题2:    

小题3:       方向与水平方向呈45°角斜向右下方 

小题1: (1) 设物块带电量为q,竖直方向上,物块铸做竖直上抛运动,

PQ间的竖起高度为 …………………………①

由A至B的时间为………………………………②   

水平方向上的加速度大小 ………………………………③

AB两点的距离为………………………………④

由题知hPQ∶sAB= 1∶2,…………………………………………⑤

以上各式联立,得mg∶qE=2∶1………………………………⑥

小题2:只有电场力做功,物块的动能和电势能之和不变;即电场力做功引不起这个和变化,能引起这个和变化的是电场力以外的力的功,即重力的功,重力做负功最多的时刻,这个和最小,即在P 点时动能和电势能的和最小。

由A至P的过程,  由竖直方向上的运动可得     

水平方向上, 

与(1)中的③⑥两式联立可得物块到达P点的速度大小为

小题3: 物块到达B点时的水平速度大小为 方向水平向右

由竖直方向上运动的对称性知,物块到达B点的竖直速度大小 方向竖直向下,

所以物块在B点的速度大小为 

方向与竖直方向呈θ角斜向右下方,则  

联立可得, 方向与水平方向呈45°角斜向右下方。                      

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问答题