Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球，在P點(diǎn)具有沿PQ方向的初速度v0，為使小球能沿PQ方向運(yùn)動，所加的最小勻強(qiáng)電場方向如何？場強(qiáng)大小多大？加上最小的電場后，小球經(jīng)多長時間回到P點(diǎn)？

Answer 1

【答案】垂直于PQ向上,,

【解析】試題分析：球只受重力和電場力．重力的大小方向都不變．為使小球能沿PQ方向運(yùn)動，應(yīng)讓小球所受合力方向沿PQ方向．用三角形定則，由重力向PQ方向作垂線，垂線段最短，最短的力為電場力F．如圖所示．

則電場力

場強(qiáng)大小，

正電荷受電場力方向與場強(qiáng)方向一致，故場強(qiáng)方向垂直于PQ方向．

加上最小場強(qiáng)后，由圖可知小球受合力大小為F合=mgsin30°=mg，方向沿QP方向．

根據(jù)牛頓第二定律，故a=g

所以物體作初速度為V0，加速度為g的勻減速運(yùn)動．

運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動的位移公式x=v0t+at2，物體再回到P點(diǎn)時，位移為零，故有

0=v0t-at2

解得