Question

【题目】一匀强电场，场强方向是水平的（如图）.一个质量为m的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v0，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动.求：

（1）小球作什么运动？

（2）匀强电场的电场强度？

（3）小球运动到最高点时其电势能变化了多少？.

Answer 1

【答案】（1）匀减速直线运动 （2） （3）

【解析】试题分析：（1）因物体受重力及电场力的作用而做直线运动，故物体所受力的合力一定在运动方向的直线上，由合力方向与速度方向的关系判断小球的运动性质，（2）由力的合成可求得电场强度，（3）由动能定理求得位移，即可由功的公式求得电场力的功，电场力做的功等于电势能的变化量．

（1）设小球的电荷量为q，因小球做直线运动，则它受到的电场力Eq和重力mg的合力方向必与初速度方向在同一直线上，电场力必定水平向左，如图所示

由力的合成可知合力恒定且与速度方向相反，所以小球做匀减速直线运动．

（2）结合平行四边形定则作图，有：

得：

（3）设小球从O到最高点的路程为s，合力

根据动能定理得： ，

得：

物体运动的水平距离为：

电场力做功为：

根据功能关系可知：小球的电势能变化为：