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.