如图所示,质量为m,电荷量为+q的小球从距地面一定高度的O点,以初速度v0沿着水平方向抛出,已知在小球运动的区域里,存在

如图所示,质量为m,电荷量为+q的小球从距地面一定高度的O点,以初速度v0沿着水平方向抛出,已知在小球运动的区域里,存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场,如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的,且已知小球飞行的水平距离为L,求:

(1)电场强度E为多大?
(2)小球落地点A与抛出点O之间的电势差为多大?
(3)小球落地时的动能为多大?
xingchinum1 1年前 已收到2个回答 举报

xiaorbenrrma 幼苗

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解题思路:(1)小球在电场中受到重力和水平向左的电场力,根据运动的分解法可知,水平方向做匀减速运动,竖直方向做自由落体运动,由牛顿第二定律和运动学公式研究水平方向,可求出场强E.(2)A与O之间的电势差 UAO=E•L.(3)研究竖直方向的运动,由自由落体运动的规律求出小球落地时的速度,即可求出小球落地时的动能.

(1)分析水平方向的分运动有:小球受到水平向左的电场力,做匀减速运动,则有:
v20=2aL
又根据牛顿第二定律得:a=[qE/m]
联立得:v02=[2qEL/m]
解之得:E=
m
v20
2qL
(2)A与O之间的电势差:UAO=E•L=
m
v20
2q
(3)设小球落地时的动能为EKA,空中飞行的时间为T,分析竖直方向的分运动有:
EkA=[1/2]mv2A
vA=gT
分析水平方向的分运动有:
v0=[qE/m]•T
解得:EkA=
2mg2L2

v20
答:
(1)电场强度E为
m
v20
2qL.
(2)小球落地点A与抛出点O之间的电势差为
m
v20
2q.
(3)小球落地时的动能为
2mg2L2

v20.

点评:
本题考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;电场强度;电势差.

考点点评: 本题小球在电场和重力场的复合场中运动,由于受到两个恒力作用,运用运动的分解法研究是常用的方法.

1年前

3

起个昵称真难 幼苗

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1年前

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