Question

【題目】在空間范圍足夠大的、水平向右的勻強電場中，若將一個質量為m、電荷量為+q的小球在此電場中由靜止釋放，小球將沿與豎直方向夾角為53°的直線運動。現將該小球從電場中某點以初速度v0豎直向上拋出，求運動過程中（已知sin 53°＝0．8，cos 53°＝0．6，不計空氣阻力）

（1）此電場的電場強度大小

（2）小球運動的拋出點至最高點之間的電勢差U

（3）小球運動過程中的最小動能

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）mv．

【解析】

試題分析：（1）根據題設條件，電場力大小

F＝mgtan 53°＝mg＝qE，解得

（2）上拋后小球沿豎直方向做勻減速運動，在豎直方向的速度為vy＝v0－gt

沿水平方向做初速度為0的勻加速運動，加速度為

小球上升到最高點的時間，此過程小球沿電場方向位移：

電場力做功W＝Fx＝mv

小球運動的拋出點至最高點之間的電勢差

（3）水平速度vx＝axt，豎直速度vy＝v0－gt，小球的速度

由以上各式得出

解得當時，v有最小值vmin＝v0，小球動能的最小值為Emin＝mv＝mv．