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,运动中小球速度与竖直方向夹角为37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8).现将该小球从
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/24 01:30:25
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,运动中小球速度与竖直方向夹角为37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8).现将该小球从
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,运动中小球速度与竖直方向夹角为37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8).
现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出.求运动过程中
(1)小球受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)小球的最小动量的大小及方向.
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,运动中小球速度与竖直方向夹角为37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8).现将该小球从
(1)试题的第一段话告诉你怎样求小球重力与电场力的关系.由于小球从静止释放后,运动方向与竖直方向成37°,表示重力mg与电场力qE的合力方向与竖直方向成37°,因此
tan37°=qE/mg
qE=3mg/4
电场力方向水平向右;
(2)小球在竖直方向做竖直上抛运动,在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动.小球从抛出到最高点所用时间为t,则
t=v0/g
水平方向小球的加速度为
ax=qE/m=3g/4
在时间t内小球的水平位移x=axt^2/2=3v0^2/8g
电场力做功W=qEx=(3mg/4)*(3v0^2/8g)=9mv0^2/32
电场力做正功,电荷电势能减小,且减小的电势能等于电场力做的功,即小球从抛出点至最高点的电势能减小了9mv0^2/32
(3)将小球的初速度分解到沿重力与电场力合力的方向上v1=v0cos37°=0.8v0和垂直于合力的方向上v2=v0sin37°=0.6v0,则小球沿合力方向做匀减速运动,在垂直于合力方向上做匀速直线运动,当沿合力方向的速度分量减小到零时,小球速度最小,动量最小,因此最小动量为mv0sin37°=0.6mv0,方向与场强方向(水平向右)成37°斜向上.