Question

(10分)在真空中存在空間范圍足夠大的、水平向右的勻強電場．若將一個質量為m、帶正電電量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豎直向上拋出，求運動過程中（sin53°=0.8，）
（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）小球的最小動能

Answer 1

（1）mg  （2）   （3）

試題分析：（1）根據題設條件，電場力大小F_e=mgtan37°＝mg 
（2）上拋小球沿豎直方向做勻減速運動，速度為v：v_y=v₀－gt
沿水平方向做初速度為0的勻加速運動，加速度為a：a_x==g
小球上升到最高點的時間t=,此過程小球沿電場方向位移：s_x=a_xt²=
電場力做功 W=F_xs_x＝
小球運動的拋出點至最高點之間的電勢差U=
（3）水平速度v_x=a_xt，豎直速度v_y=v₀－gt，小球的速度v=
由以上各式得出 v²=g²t²－2v₀gt+v₀²
解得當t=時，v有最小值  v_min=v₀，小球動能的最小值為E_min=mv²_min＝