问题
多选题
如图所示,一质量为m、电量为q的小球在电场强度为E的匀强电场中,以初速度υ0沿直线ON做匀变速运动,直线ON与水平面的夹角为30°.若小球在初始位置的电势能为零,重力加速度为g,且mg=Eq,则( )
A.电场方向竖直向上
B.小球运动的加速度大小为g
C.小球最大高度为V 20 2g
D.小球电势能的最大值为MV 20 4
答案
A、因为小球做匀变速直线运动,则小球所受的合力与速度方向在同一条直线上,结合平行四边形定则知,电场力的方向与水平方向夹角为30°,斜向上.如图所示.故A错误.
B、根据平行四边形定则知,小球所受的重力和电场力相等,两个力的夹角为120°,所以合力大小与分力大小相等,等于mg,根据牛顿第二定律知,小球的加速度为g.故B正确.
C、小球斜向上做匀减速直线运动,匀减速直线运动的位移s=
=v02 2a
,则小球上升的最大高度h=v02 2g
s=1 2
.故C错误.v02 4g
D、在整个过程中电场力做功W=qEscos120°=-
mv02,电势能增加1 4
mv02,所以小球电势能的最大值为1 4
mv02.故D正确.1 4
故选:BD.