真空中存在空间范围足够大的·水平享有的匀强电场.在电场中,若将一个质量为m带正点的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°.现将该小球从电场中某点以初速度V竖直上抛.
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/24 02:14:03
真空中存在空间范围足够大的·水平享有的匀强电场.在电场中,若将一个质量为m带正点的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°.现将该小球从电场中某点以初速度V竖直上抛.
真空中存在空间范围足够大的·水平享有的匀强电场.在电场中,若将一个质量为m带正点的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°.现将该小球从电场中某点以初速度V竖直上抛.求在运动过程中:
(1)小球收到的电场力的大小及方向
(2)小球从抛出点至最高点的电势能变化量
(3)试分析小球被抛出后做什么运动?小球在何处速度最小?
第一句话有错别字!水平向右的匀强电场
真空中存在空间范围足够大的·水平享有的匀强电场.在电场中,若将一个质量为m带正点的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°.现将该小球从电场中某点以初速度V竖直上抛.
1、小球竖直方向受重力mg,水平向右的电场力Fe,两个力合力F与竖直方向夹角为37°.
用力的合成,得到:Fe/mg=tan37° =3/4 ∴Fe=3mg/4
2、小球竖直方向在重力作用下做匀减速运动,最高点竖直方向速度为vt=0.
达到最高点所用时间为t: vt=vo-gt;t=vo/g
小球水平向右在电场力的作用下做匀加速运动 加速度为 a=Fe/m=3g/4
在t时间内水平位移x=at²/2=(3g/4)×(vo/g)²/2=3vo²/8g
电场力做的功=Fe*x=(3mg/4)×(3vo²/8g)=9mvo²/32
电势能变化量=-电场力做的功=-9mvo²/32 (电场力做正功,电势能减小)
3、小球竖直方向在重力作用下做匀减速运动,小球水平向右在电场力的作用下做匀加速运动,小球的运动是这两个运动的合成.合成的瞬时速度v 与水平速度v∥、竖直速度v⊥的关系是:
v²=v∥²+v⊥²
v∥=3gt/4
v⊥=at=vo-gt
v²=(3gt/4)²+(vo-gt)²
=25g²t²/16 -2vogt +vo²
转化为二次函数求极值问题,开口向上,v²有最小值
v²取最小值,t=-(-2vog)/2(25g²/16)=16vo/25g
在这个时间内,
小球上升高度h=vot-gt²/2=272vo²/625g
小球水平位移x=at²/2=(3g/4)×(16vo/25g)²/2=96vo²/625g
1.F=mgtan37 水平向右
2.因为小球竖直方向上只受重力 所以t=v/g
而小球向左做匀加速 a=gtan37
所以△Ep=Eqd=1/2mv^2tan^2 37=9/16mv^2
3.类平抛运动 在最高点速度最小。。 (小累。。)
(1)由于静止释放时运动方向与竖直夹角37度
则tan37=qE/mg
电场力为mgtan37=3/4mg,方向水平向右
(2)抛出后到最高点时间
t=v/g
对于电场力引起加速度a=qE/m=3/4g
小球水平位移s=0.5at^2=0.5*3/4g*(v/g)^2=3v^2/8g^2
电势能变化量=电场力做的功=qE*s=3/4mg*3v...
全部展开
(1)由于静止释放时运动方向与竖直夹角37度
则tan37=qE/mg
电场力为mgtan37=3/4mg,方向水平向右
(2)抛出后到最高点时间
t=v/g
对于电场力引起加速度a=qE/m=3/4g
小球水平位移s=0.5at^2=0.5*3/4g*(v/g)^2=3v^2/8g^2
电势能变化量=电场力做的功=qE*s=3/4mg*3v^2/8g=9mv^2/32
(3)做的是类似于斜抛的抛物线运动
当速度在合力方向的分速度为零时,即速度沿平行夹角37度和垂直夹角37度分解,垂直的那个分速度等于零时,小球速度最小
小球所受合力=mg/cos37=5/4mg
总加速度a=5/4g
速度分解,沿加速度方向的分速度v1=vcos37
当v1=0时,at=v1 t=16v/25g
垂直于加速度方向是匀速直线运动 s=v2t=vsin37*16v/25g=48v^2/125g
因此其位置就是与水平成37度角向上距离s=48v^2/125g处
收起
a为电场力产生的加速度 (1):对小球受力分析(三角形法则) 电场力方向:向右 大小: Fe=3G/4=3mg/4 (Fe表示电场力) (2):小球上升时间:t=V/g 小球向右运动ts时速度:v=at=(3g/4)*(v/g)=3V/4 有动能定理(水平方向): We=(mv^2)/2 (We表示电场力对小球做功,即电势能变化量) 代入数据: We=(9mv^2)/32 (变化量,是没有负数的) (3):曲线运动,但不是类平抛运动。我用导数方法解(有兴趣,请追问,当然,您也可采用楼上方法),计算得:t=16v/25g时,V有最小值,故: S=(1/2)at^2=96v^2/625g 请笑纳(要图请追问) 附:类平抛运动的定义: 类平抛运动的条件: ①受恒力作用; ②初速度方向与恒力垂直. 例如,摆球在竖直平面内绕悬点摆动,摆到最低点时绳突然断裂,此后摆球所做的运动;雨伞绕竖直轴转动,伞边缘的水滴甩出后所做的运动(不计空气阻力)等都是类平抛运动的例子
哈哈,好亲切啊,我来看看