Question

【題目】一勻強電場，場強方向是水平的（如圖）.一個質(zhì)量為m的帶正電的小球，從O點出發(fā)，初速度的大小為v0，在電場力與重力的作用下，恰能沿與場強的反方向成θ角的直線運動.求：

（1）小球作什么運動？

（2）勻強電場的電場強度？

（3）小球運動到最高點時其電勢能變化了多少？.

Answer 1

【答案】（1）勻減速直線運動 （2） （3）

【解析】試題分析：（1）因物體受重力及電場力的作用而做直線運動，故物體所受力的合力一定在運動方向的直線上，由合力方向與速度方向的關(guān)系判斷小球的運動性質(zhì)，（2）由力的合成可求得電場強度，（3）由動能定理求得位移，即可由功的公式求得電場力的功，電場力做的功等于電勢能的變化量．

（1）設(shè)小球的電荷量為q，因小球做直線運動，則它受到的電場力Eq和重力mg的合力方向必與初速度方向在同一直線上，電場力必定水平向左，如圖所示

由力的合成可知合力恒定且與速度方向相反，所以小球做勻減速直線運動．

（2）結(jié)合平行四邊形定則作圖，有：

得：

（3）設(shè)小球從O到最高點的路程為s，合力

根據(jù)動能定理得： ，

得：

物體運動的水平距離為：

電場力做功為：

根據(jù)功能關(guān)系可知：小球的電勢能變化為：