分析 (1)小球由靜止釋放,做勻變速直線運(yùn)動(dòng),抓住速度的方向與豎直方向的夾角,結(jié)合合力與速度方向在同一條直線上求出電場(chǎng)力的大小和方向.
(2)小球豎直上拋,將小球的運(yùn)動(dòng)沿水平方向和豎直方向分解,結(jié)合等時(shí)性求出水平方向上的位移,從而求出電場(chǎng)力做功的大小,根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系求出電勢(shì)能的變化量.
(3)利用運(yùn)動(dòng)的合成求出運(yùn)動(dòng)過(guò)程中合速度的表達(dá)式,然后利用數(shù)學(xué)求極值的辦法即可求出最小速度.
解答 解:(1)電場(chǎng)力的大小為:F=qE=mgtan37°=0.75mg,方向水平向右
(2)小球豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度為:
ay=g
水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度
ax=$\frac{qE}{m}$=0.75g
小球上升到最高點(diǎn)的時(shí)間
t=$\frac{{v}_{0}}{g}$
${s}_{x}=\frac{1}{2}{{a}_{x}t}^{2}=\frac{3{{v}_{0}}^{2}}{8g}$
此過(guò)程小球沿電場(chǎng)方向的位移為$\frac{3{{v}_{0}}^{2}}{8g}$
電場(chǎng)力做功$W=qE{s}_{x}=\frac{9}{32}m{{v}_{0}}^{2}$
小球從拋出點(diǎn)至最高點(diǎn)的電勢(shì)能變化量
$△E=-\frac{9}{32}m{{v}_{0}}^{2}$.
(3)水平速度:vx=axt
豎直速度:vy=v0-gt
小球的速度:$v=\sqrt{{{v}_{x}}^{2}+{{v}_{y}}^{2}}$
由以上各式得出:$\frac{25}{16}$g2t2-2v0gt+(v02-v2)=0
解得當(dāng)$t=\frac{16{v}_{0}}{25g}$時(shí),v有最小值 ${v}_{min}=\frac{3}{5}{v}_{0}$.
答:(1)小球所受電場(chǎng)力的大小為0.75mg,方向水平向右;
(2)小球從拋出點(diǎn)至最高點(diǎn)的電勢(shì)能變化量為$-\frac{9}{32}m{{v}_{0}}^{2}$;
(3)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球運(yùn)動(dòng)的最小速率為$\frac{3}{5}{v}_{0}$.
點(diǎn)評(píng) 本題在復(fù)合場(chǎng)中考察了運(yùn)動(dòng)的合成、分運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系等,有一定的綜合性.解這類問(wèn)題的關(guān)鍵是:正確進(jìn)行受力分析,弄清運(yùn)動(dòng)形式,利用相應(yīng)物理規(guī)律求解.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 落地時(shí),速度方向可能豎直向下 | B. | 小球水平方向動(dòng)量守恒 | ||
C. | 小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒 | D. | 小球動(dòng)量的大小保持不變 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 電荷的電勢(shì)能增加了5×10-6J | |
B. | 電荷的電勢(shì)能減少了5×10-6J | |
C. | 電荷在B處時(shí)將具有5×10-6J的電勢(shì)能 | |
D. | 電荷在B處將具有5×10-6J的動(dòng)能 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 3 | B. | 2 | C. | 1 | D. | 0.05 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 地面對(duì)圓柱體的支持力為Mg | B. | 地面對(duì)圓柱體的摩擦力為mgtanθ | ||
C. | 墻壁對(duì)正方體的彈力為$\frac{mg}{tanθ}$ | D. | 正方體對(duì)圓柱體的壓力為$\frac{mg}{cosθ}$ |
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