【題目】場是物理學中的重要概念、有電場、磁場、重力場等等.現(xiàn)真空中存在空間范圍足夠大的、水平向右的勻強電場.在電場中,若將一個質(zhì)量為、帶正電的小球由靜止釋放,運動中小球的速度與豎直方向夾角為.現(xiàn)將該小球從電場中某點以初速度豎直向上拋出.已知重力加速度為,(取, ).求運動過程中

1)小球從拋出點至最高點電場力做的功.

2)小球的最小速度的大小及方向.

3)如果將小球受到的重力和電場力的合力等效為一個新的場力,仿照電場強度的定義,把新的場力與小球的質(zhì)量的比值定義為新場場強.求該新場場強的大小和方向.

【答案】1;(20.6v0;垂直合力方向向右上方;(3方向與豎直方向夾角

【解析】試題分析:小球靜止釋放時,由于所受電場力與重力均為恒力,故其運動方向和合外力方向一致,根據(jù)這點可以求出電場力大小,然后根據(jù)運動的分解,求解小球在電場方向上的位移,進而求得電場力做的功;小球拋出后,水平方向做勻加速直線運動,豎直方向上做豎直上拋運動,用運動的合成求出運動過程中合速度的表達式,然后利用數(shù)學求極值的辦法即可求出最小速度;新場強為合力的加速度和方向.

1電場力的大小,方向水平向右

小球豎直向上做勻減速運動,加速度為:

水平方向做勻加速運動,加速度

小球上升到最高點的時間

此過程小球沿電場方向的位移為
電場力做功

2)水平速度: ,豎直速度: ,小球的速度,

由以上各式得出: ,計算得出當時, 有最小值, ,垂直合力方向向右上方.

3)依據(jù)幾何關系,即,方向與豎直方向夾角

練習冊系列答案
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1)恒力F的大;

2)金屬桿速度為2.0m/s時的加速度大小;

3)根據(jù)v-t圖象估算在前0.8s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量(已知在前0.8s內(nèi)桿的位移為1.12m).

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