【題目】一質量為m的帶電小球以速度v0沿豎直方向從A點垂直進入勻強電場E中,如圖所示,經(jīng)過一段時間后到達B點,其速度變?yōu)樗椒较,大小仍?/span>v0

(1)小球帶電情況

(2)小球由AB的位移

(3)小球速度的最小值

【答案】(1)小球帶正電, (2) ,與水平方向的夾角為450(3)

【解析】(1)從AB過程中,在豎直方向小球做勻減速運動

加速度

B點是最高點,豎直分速度為0,有:

水平方向小球在電場力作用下做勻加速運動,可知小球帶正電

初速度為0,加速度

水平方向有:

聯(lián)立兩式得:

可得

(2)在兩個方向上的運動互為逆運動,故小球運動的水平位移大小等于豎直位移大小

在豎直方向由

可得

所以位移為

其與水平方向的夾角為

,即位移與水平方向的夾角為

設重力與電場力的合力為F,其與水平方向的夾角為

則:,如圖所示

開始一段時間內,F與速度方向夾角大于,合力做負功,動能減小

后來F與速度夾角小于,合力做正功,動能增加

因此,當F與速度v的方向垂直時,小球的動能最小,速度也最小,設為

即:,則

解得 ,

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