如图所示,空间中有水平方向的匀强电场,场强为E,把一个质量为m,电量为q带正电的小球从水平地面上某处斜向上抛出,初速度大

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  • 解题思路:现将该小球从电场中以初速度大小v0,方向和水平面夹角θ=45°抛出,小球在竖直方向只受到重力,在水平方向受到电场力,从而做曲线运动,

    因此可将曲线运动分解成竖直方向与水平方向的两个运动.利用运动学公式求解.

    (1)小球在竖直方向只受到重力,在水平方向受到电场力,从而做曲线运动,因此可将曲线运动分解成竖直方向与水平方向的两个运动.

    小球在竖直方向只受到重力,即小球在竖直方向是竖直上抛运动,

    根据匀变速直线运动的规律得:

    t=

    v0sinθ

    g=

    2v0

    2g

    (2)小球从开始到落地,运动的总时间是t′=2t=

    2v0

    g

    小球在水平方向只受到电场力,做匀变速直线运动,

    根据牛顿第二定律得:水平方向加速度大小a=[qE/ m],方向水平向左,

    规定向右为正方向,

    根据匀变速直线运动的规律得:

    小球落地点与抛出点间的距离s=v0cosθt′+[1/2](-[qE/ m])t′2=

    v20

    g-[qE/mg]

    v20

    g

    由于qE>mg,所以s=-

    v20

    g([qE/mg]-1)<0,负号说明小球从开始到落地的位移方向与正方向相反,即向左.

    所以小球落地点与抛出点间的距离是

    v20

    g([qE/mg]-1).

    答:(1)小球运动到最高点所需的时间是

    2v0

    2g;(2)小球落地点与抛出点间的距离是

    v20

    g([qE/mg]-1).

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;运动的合成和分解.

    考点点评: 考查了运动的合成与分解研究的方法,并让学生掌握运动学公式、牛顿第二定律等规律.同时让学生形成如何处理曲线的方法.

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