题目

如图所示，真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场，在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度方向与竖直方向夹角恒为37°（取sin37°=0.6，cos37°=0.8）。若将该小球从电场中某点P以初速度v0竖直向上抛出，重力加速度为g，求： （1） 小球受到的电场力的大小 （2） 小球从抛出至最高点的过程中，电势能的变化量 （3） 小球从P点抛出后，再次落回到与P点在同一水平面的某点Q时，小球的动能 答案： 解：根据题设条件可知，合外力和竖直方向夹角为37°，所以电场力大小为：    Fe=mgtan37°= 34 mg，电场力的方向水平向右． 故电场力为 34 mg，方向水平向右 解：小球沿竖直方向做匀减速运动，有：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=Fem＝34g 小球上升到最高点的时间 t=v0g ，此过程小球沿电场方向位移： sx=12axt2=3v028g 电场力做功 W=Fxsx= 932 mv02 故小球上升到最高点的过程中，电势能减少 932 mv02 解：小球从到Q的运动的时间： t总＝2v0g  ，水平位移： x＝12at总2=12×34g×4v02g2＝3v022g    小球从到Q的过程中，由动能定理得：Fe•x＝EK− 12 mv02 由以上各式得出：EK＝ 138 mv02

查看本题答案和解析