如圖所示,在豎直平面內(nèi)建立xOy直角坐標(biāo)系,Oy表示豎直向上的方向,已知該平面內(nèi)沿x
軸負(fù)方向足夠大的區(qū)域存在勻強(qiáng)電場,現(xiàn)有一個質(zhì)量為0.5kg,帶電荷量為2.5×10-4C的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸正方向以某一初速度豎直向上拋出,它到達(dá)的最高點(diǎn)位置為圖中Q點(diǎn),不計空氣阻力,g取10m/s2
(1)指出小球帶何種電荷;
(2)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小;
(3)求小球從O點(diǎn)拋出到落回x軸的過程中電勢能的改變量.
分析:(1)根據(jù)小球沿x軸方向的位移方向確定小球的電性.
(2)由圖讀出小球的豎直位移大小和水平位移大。畬⑿∏虻倪\(yùn)動分解為豎直方向和水平方向:豎直方向小球做豎直上拋運(yùn)動,水平方向小球做勻加速直線運(yùn)動.由豎直位移求出時間.根據(jù)水平位移和時間,求出加速度,由牛頓第二定律求解電場強(qiáng)度.
(3)電勢能的減少量等于電場力做的功.
解答:解:(1)由圖看出,小球沿x軸方向的位移向右,勻強(qiáng)電場方向沿x軸負(fù)方向,所以小球帶負(fù)電.
(2)y方向:y=
1
2
gt2

x方向x=
1
2
?
Eq
m
t2

x,y坐標(biāo)為x=1.6m,y=3.2m
解得E=104N/C
(3)因落回用時與上升相等,
故落回x'=4x=6.4m
則W=E?q?x'=16J
電勢能減少16J
答:(1)小球帶負(fù)電;
(2)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為104N/C;
(3)小球從O點(diǎn)拋出到落回x軸的過程中電勢能減少了16J.
點(diǎn)評:本題帶電物體在重力場與電場的復(fù)合場中運(yùn)動問題,由于兩個力都是恒力,采用運(yùn)動的分解進(jìn)行處理是常用的方法.
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(2008?廣州二模)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場,同一豎直平面內(nèi)水平拉直的絕緣細(xì)線一端系一帶正電的小球,另一端固定于0點(diǎn),已知帶電小球受到的電場力大于重力,小球由靜止釋放,到達(dá)圖中豎直虛線前小球做(  )

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如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一邊長為L的正方形區(qū)域處在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中,電場方向與正方形一邊平行.一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球由某一邊的中點(diǎn),以垂直于該邊的水平初速V0進(jìn)入該正方形區(qū)域.當(dāng)小球再次運(yùn)動到該正方形區(qū)域的邊緣時,具有的動能可能為( 。

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如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半圓形軌道,圓心為O,一質(zhì)點(diǎn)小球從與圓心等高的圓形軌道上的A點(diǎn)以速度v0水平向右拋出,落于圓軌道上的C點(diǎn),已知OC的連線與OA的夾角為θ,求小球從A到C的時間t=?(空氣阻力不計)

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精英家教網(wǎng)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一個粗糙的
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圓弧軌道,其半徑R=0.4m,軌道的最低點(diǎn)距地面高度h=1.25m.質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊從軌道的最高點(diǎn)由靜止釋放,到達(dá)最低點(diǎn)時以一定的水平速度離開軌道,落地點(diǎn)距軌道最低點(diǎn)的水平距離s=0.8m.空氣阻力不計,取g=l0m/s2,求:
(1)小滑塊離開軌道時的速度大小;
(2)小滑塊在軌道上運(yùn)動的過程中,摩擦力所做的功.

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精英家教網(wǎng)如圖所示,在豎直平面內(nèi)固定兩個很靠近的同心圓形軌道,外軌道ABCD光滑,內(nèi)軌道A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙,下半部分B′A′D′光滑,一質(zhì)量m=0.2kg的小球從軌道的最低點(diǎn)A,以初速度v0向右運(yùn)動,球的尺寸略小于兩圓間距,已知圓形軌道的半徑R=0.32m,取g=10m/s2
(1)若要使小球始終緊貼外圓做完整的圓周運(yùn)動,初速度v0至少為多少
(2)若v0=3.8m/s,經(jīng)過一段時間小球到達(dá)最高點(diǎn),內(nèi)軌道對小球的支持力F=2N,則小球在這段時間內(nèi)克服摩擦力做的功是多少
(3)若v0=3.9m/s,經(jīng)過足夠長的時間后,小球?qū)⒃贐AD間做往復(fù)運(yùn)動,則小球經(jīng)過最低點(diǎn)A時受到的支持力為多少?小球在整個運(yùn)動過程中減少的機(jī)械能是多少.

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