如图所示,在距地面一定高度的位置以初速度v0向右水平抛出一个质量为m、电荷量为q的带负电小球,小球的落地点与抛出点之间有一段相应的水平距离(水平射程).若在空间上加一竖直方

问题描述:

如图所示,在距地面一定高度的位置以初速度v0向右水平抛出一个质量为m、电荷量为q的带负电小球,小球的落地点与抛出点之间有一段相应的水平距离(水平射程).若在空间上加一竖直方向的匀强电场,使小球的水平射程变为原来的一半,求此电场的场强大小和方向.

小球在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做初速度为0的匀加速直线运动.
水平位移x=v0t,小球的水平距离变为原来的一半,则知时间变为原来的一半,那么在竖直方向上,y=

1
2
at2,y不变,那么加速度就变成原来的4倍.
根据牛顿第二定律得:F+mg=ma,可知电场力为3倍的重力,即qE=3mg,所以E=
3mg
q
,方向竖直向上.
答:此电场的场强大小为
3mg
q
,方向竖直向上.