问题
计算题
竖直平面xOy内有一半径为圆心O与坐标系的原点重合的圆形区域,如图所示,在圆心O有一喷枪可在xOy平面内沿各个方向喷出初速度为v0=1 m/s,质量为m=l×10-6 kg,带电量为q=-1×10-8 C的油滴。圆形区域内的匀强电场方向沿-y方向,电场强度E=8×102 N/C。(g取10 m/s2,不考虑油滴间的相互作用)
(1)由坐标原点O沿x轴正方向喷出的油滴,在电场中运动的时间;
(2)射出圆形电场油滴的最大动能;
(3)定性说明油滴从(R,0)点射出时,油滴在电场中的运动轨迹。
答案
解:(1)粒于沿x轴方向做匀速运动,速度为v0,沿-y轴方向做匀加速运动,加速度为a
沿x轴方向做匀速运动:x=v0t,x2+y2=R2
解得:t=1 s
(2)重力和电场力做功最多的油滴射出圆形电场的动能最大,从喷枪喷出的油滴,沿-y方向射出电场的油滴有最大动能Ekm
Ekm=4.328×10-6 J
(3)油滴从(R,0)点射出时,在电场中的运动轨迹为一抛物线,油滴沿与+x方向成一定角度喷出,做斜抛运动,沿+x方向做匀速直线运动,沿+y方向先减速后加速,通过(R,0)点射出