解题思路:(1)由题,粒子在匀强电场中做匀减速直线运动,受到重力和电场力作用,合力必定与速度在同一直线上,作出两个力的合力,求出电场强度的大小.
(2)粒子运动从出发点到最高点的过程中,重力做功为-mgssinθ,电场力做功为-qU,根据动能定理求出最高点与出发点之间的电势差U.
(1)小球做直线运动,故重力与电场力的合力必与v0在一条直线上,即:
tanθ=[mg/qE],得E=[mg/qtanθ]
(2)小球做匀减速直线运动,根据F=ma得:[mg/sinθ]=ma;
解得:a=[g/sinθ];
最大位移:s=
v20
2a=
v20sinθ
2g;
水平位移:x=scosθ=
v20sinθcosθ
2g;
电势差:U=Ex=
m
v20cos 2θ
2q.
答:(1)匀强电场的场强的大小为[mg/qtanθ];(2)小球运动的最高点与出发点之间的电势差为
m
v20cos 2θ
2q.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;牛顿第二定律.
考点点评: 本题关键在于把握物体做直线运动的条件:合力与速度共线.分析受力情况是解决带电粒子在电场中运动问题的基础.