分析 (1)对小球受力分析,作出受力分析图,根据三角形定则或平行四边形定则,求出场强的最小值;
(2)对小球受力分析,根据牛顿第二定律和运动学公式求出小球到达地面的速度大小;
(3)分析小球的运动状态,小球沿着电场力和重力的合力方向匀加速直线运动,根据牛顿第二定律和运动学公式求解;
解答 解:(1)受力分析如图所示,当电场力与支持力垂直时电场力最小,场强最小,即电场沿着斜面向上时,取得最小值,
有qE=mgsinθ
代入数据:$E=\frac{mgsinθ}{q}=\frac{20×0.8}{4}=4V/m$
(2)当电场水平向右,受力分析如图所示
根据牛顿第二定律有mgsinθ-qEcosθ=ma
代入数据:20×0.8-4×5×0.6=2×a
解得:a=2m/s2
${v^2}=2a\frac{h}{sinθ}$
代入数据${v}_{\;}^{2}=2×2×\frac{25}{0.8}=125$
即:$v=5\sqrt{5}m/s$
(3)当电场水平向左,受力如图所示
将电场力和重力先合成$tanα=\frac{mg}{qE}=\frac{20}{4×5}=1$
解得:α=45°
所以:小球将沿与水平方向成α=450角度的轨迹做匀加速直线运动
根据牛顿第二定律:$\begin{array}{l}\frac{mg}{sinα}=ma\end{array}$
解得:$a=10\sqrt{2}m/{s^2}$
由速度位移公式得:
${v^2}=2a\frac{h}{sinα}$
代入数据:${v}_{\;}^{2}=2×10\sqrt{2}×\frac{25}{\frac{\sqrt{2}}{2}}=1000$
解得:$v=10\sqrt{10}m/s$
答:(1)能让带电小球静止在A点的最小电场的电场强度4V/m.
(2)若空间的电场E=5V/m,方向水平向右,小球从A点静止释放,小球到达地面时的速度大小$5\sqrt{5}m/s$
(3)若空间的电场E=5V/m,方向水平向左,小球从A点静止释放,小球到达地面时的速度大小$10\sqrt{10}m/s$
点评 本题主要考查了在电场力作用下的受力分析及牛顿第二定律与运动学公式的运用,画受力分析图和求解加速度是关键.
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 当a1=a2时,甲、乙相遇两次 | B. | 当a1>a2时,甲、乙相遇两次 | ||
C. | 当a1>a2时,甲、乙相遇一次 | D. | 当a1<a2时,甲、乙相遇两次 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 导体的上表面a带负电,下表面b带正电 | |
B. | E1>E2>E3 | |
C. | E1'=E2'=E3' | |
D. | E1'>E3>E2 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 仅增大R1的阻值,油滴向上运动 | |
B. | 仅增大R2的阻值,油滴向下运动 | |
C. | 仅减小两板间的距离,油滴向上运动 | |
D. | 断开电键S,油滴向下运动 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 如果有摩擦力,则一定有弹力 | |
B. | 滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反 | |
C. | 静摩擦力的方向与物体相对运动方向相反 | |
D. | 动摩擦因数与物体之间的压力成反比 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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