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.求小球运动到
问题描述:
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.求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差.
答
设电场强度为E,小球带电量为q,因小球做直线运动,它受的电场力qE和重力mg的合力必沿此直线,如图:
mg=qEtanθ
由此可知,小球做匀减速运动的加速度大小为:a=
g sinθ
设从O到最高点的路程为s,
由速度和位移的关系得:v02=2as
物体运动的水平距离为:l=scosθ
两点的电势能之差:△W=qEl
由以上各式得:△W=
m1 2
cos2θ
v
20
O点的电势能与在O点的电势能之差为
m1 2
cos2θ.
v
20