解题思路:(1)小球在第二象限内做直线运动,知合力的方向水平向右,根据竖直方向上平衡得出重力与电场力的关系,对第二象限内的运动过程运用动能定理得出进入第一象限的初速度,结合类平抛运动的规律,通过牛顿第二定律和运动学公式求出带电小球第一次经过x轴时的位置坐标.
(2)对全过程运用动能定理,结合重力和电场力的关系求出带电小球第一次经过x轴时的动能.
(1)设小球所受的重力为G,小球在第二象限内做直线运动,知小球合力水平向右,竖直方向上合力为零.
有:G=qEsin37°.
设进入第一象限的初速度为v0
根据动能定理得,qElcos37°=
1
2mv02.
小球在第一象限内,竖直方向上有:l=[1/2at2,a=
qE+G
m]
水平方向上有:x=v0t
联立各式解得x=
2l.
(2)对全过程运用动能定理得,qElcos37°+(qE+G)l=Ek
解得Ek=
12
5qEl.
答:(1)带电小球第一次经过x轴时的位置坐标为x=
2l.(2)带电小球第一次经过x轴是的动能为Ek=
12
5qEl.
点评:
本题考点: 动能定理的应用.
考点点评: 解决本题的关键知道小球在第二象限内做匀加速直线运动,合力水平向右,在第一象限内做类平抛运动,结合动能定理和牛顿第二定律进行求解.