如圖所示,質(zhì)量為m,電荷量為+q的小球從距地面一定高度的O點(diǎn),以初速度v
0沿著水平方向拋出,已知在小球運(yùn)動(dòng)的區(qū)域里,存在著一個(gè)與小球的初速度方向相反的勻強(qiáng)電場(chǎng),如果測(cè)得小球落地時(shí)的速度方向恰好是豎直向下的,且已知小球飛行的水平距離為L(zhǎng),求:
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E為多大?
(2)小球落地點(diǎn)A與拋出點(diǎn)O之間的電勢(shì)差為多大?
(3)小球落地時(shí)的動(dòng)能為多大?
(1)分析水平方向的分運(yùn)動(dòng)有:小球受到水平向左的電場(chǎng)力,做勻減速運(yùn)動(dòng),則有:
v
20=2aL
又根據(jù)牛頓第二定律得:a=
聯(lián)立得:v
02=
解之得:E=
(2)A與O之間的電勢(shì)差:U
AO=E?L=
(3)設(shè)小球落地時(shí)的動(dòng)能為E
KA,空中飛行的時(shí)間為T,分析豎直方向的分運(yùn)動(dòng)有:
E
kA=
mv
2A v
A=gT
分析水平方向的分運(yùn)動(dòng)有:
v
0=
?T
解得:E
kA=
答:
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E為
.
(2)小球落地點(diǎn)A與拋出點(diǎn)O之間的電勢(shì)差為
.
(3)小球落地時(shí)的動(dòng)能為
.