Question

【题目】真空中存在着空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m，带正电的小球由静止释放，运动中小球速度与竖直方向夹角为37°(取sin37°=0.6，cos37°=0.8）.现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出。求运动过程中

(1)小球受到的电场力的大小及方向；

(2)小球从抛出点至最高点的过程中电场力做的功。

Answer 1

【答案】(1)电场力大小 电场力的方向水平向右 (2)电场力做功

【解析】

（1）小球静止释放时，由于所受电场力与重力均为恒力，故其运动方向和合外力方向一致，根据这点可以求出电场力大小和方向；

（2）小球抛出后，水平方向做匀加速直线运动，竖直方向上做竖直上抛运动，根据运动的等时性，可求出水平方向的位移，利用电场力做功即可求出电势能的变化量，或者求出高点时小球水平方向速速，然后利用动能定理求解；

（1）根据题设条件可知，合外力和竖直方向夹角为37°，所以电场力大小为：Fe=mgtan37°=0.75mg，电场力的方向水平向右。故电场力为0.75mg，方向水平向右。
（2）小球沿竖直方向做匀减速运动，有：vy=v0-gt
沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为a：

小球上升到最高点的时间t=，
此过程小球沿电场方向位移：
电场力做功W=Fxsx=mv02