一匀强电场,场强方向是水平的,如图所示,一个质量为m、电量为q的带正电的小球,从0点出发,初速度的大小为u0,在电场力和

一匀强电场,场强方向是水平的,如图所示,一个质量为m、电量为q的带正电的小球,从0点出发,初速度的大小为u0,在电场力和重力作用下恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动,重力加速度为g求:
(1)电场强度;
(2)小球运动到最高点时其电势能与0点的电势能之差.
ppcold123 1年前 已收到1个回答 举报

良辰美景zwj 幼苗

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解题思路:因物体受重力及电场力的作用而做直线运动,故物体所受力的合力一定在运动方向的直线上;则由力的合成可求得电场力,由牛顿第二定律可求得加速度;由位移公式求得位移,即可由功的公式求得电场力的功.从而得出小球运动到最高点的电势能.

(1)设电场强度为E,小球带电量为q,因小球做直线运动,它受的电场力qE和重力mg的合力必沿此直线,如图:
mg=qEtanθ
所以:E=
mg
qtanθ
(2)由此可知,小球做匀减速运动的加速度大小为:a=[g/sinθ].
设从O到最高点的路程为s,
由速度和位移的关系得:v02=2as
物体运动的水平距离为:l=scosθ
电场力做负功,W=-qEl=-[1/2]mv02cos2θ.
电场力做功等于电势能的减小量,因为O点的电势能为0,可知最高点的电势能为Ep=[1/2]mv02cos2θ.
所以:小球运动到最高点时其电势能与0点的电势能之差为Ep=[1/2]mv02cos2θ
答:(1)电场强度[mg/q•tanθ];(2)小球运动到最高点时其电势能与0点的电势能之差为[1/2]mv02cos2θ

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;电势能.

考点点评: 本题有三点需要注意,一是由运动情景应能找出受力关系;二是明确功是力与力的方向上发生的位移的乘积.三是电场力做功等于电势能的减小量.

1年前

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