Question

如圖所示，在范圍很大的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)帶電量為-q的油滴，從A點(diǎn)以速度υ豎直向上射入電場(chǎng)．已知油滴質(zhì)量為m，重力加速度為g，若要油滴運(yùn)動(dòng)到軌跡的最高點(diǎn)時(shí)，它的速度大小恰好為υ．則：
（1）所加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E應(yīng)為多大？
（2）油滴從A點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中電勢(shì)能改變了多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解，及動(dòng)量定理，即可求解；
（2）根據(jù)位移與時(shí)間的表達(dá)式，結(jié)合牛頓第二定律與求功的公式，即可求解．
解答：解：（1）由力的獨(dú)立作用原理和動(dòng)量定理，得
-mgt=0-mv--------------①
qEt=mv--------------②
解得：E=--------------③
（2）設(shè)電場(chǎng)力方向油滴的位移為s
則s=--------------④
又qE=ma--------------⑤
聯(lián)立①③④⑤得
--------------⑥
所以電場(chǎng)力做功為W=qES=
所以油滴的電勢(shì)能減小，其改變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131028203759642745097/SYS201310282037596427450015_DA/4.png">
答：（1）所加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=；
（2）油滴從A點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中電勢(shì)能改變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131028203759642745097/SYS201310282037596427450015_DA/6.png">．
點(diǎn)評(píng)：考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解，掌握動(dòng)量定理、牛頓第二定律的應(yīng)用，知道求功的方法，理解電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系．