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如图所示,在竖直平面内建立xOy直角坐标系,Oy表示竖直向上的方向.已知该平面内存在沿x轴负方向的区域足够大的匀强电场,现有一个带电量为2.5×10-4C 的小球从坐标原点O沿y轴正方向以0.4kg?m/s的初动量竖直向上抛出,它到达的最高点位置为图中的Q点,不计空气阻力,g取10m/s2.小球带
电荷;匀强电场的电场强度大小
1000V/m
1000V/m
分析:根据小球的运动的情况可以判断小球受到的电场力的方向,从而可以判断小球带电的性质;
根据竖直方向上的竖直上抛运动,可以求得初速度,根据动量可以求得质量的大小,在根据水平方向的匀加速计算电场强度的大小.
解答:解:电场的方向是向左的,根据图可知,小球向右偏转,说明受到的电场力的方向是向右的,所以小球带的是负电.
在竖直方向上做的是竖直上抛运动,上升的高度为3.2m,
根据v2-v02=-2gh可得
初速度的大小为v0=
2gh
=
2×10×3.2
=8m/s,
根据h=v0t-
1
2
gt2
解得上升的时间t=0.8s.
根据初动量为0.4kg?m/s可得,小球的质量为m=
P
v
=
0.4
8
=0.05kg,
在水平方向上只受到电场的作用,做匀加速运动,
根据x=
1
2
at2=
1
2
×
qE
m
×t2
即1.6=
1
2
×
2.5×10-4×E
0.05
×0.82
解得 E=1000V/m.
故答案为:负,1000V/m.
点评:小球在竖直方向是做的是竖直上抛运动,水平方向是在电场力的作用下的匀加速直线运动,根据两个方向上的不同的运动逐步的分析即可.
练习册系列答案
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(2)若v0=3.8m/s,经过一段时间小球到达最高点,内轨道对小球的支持力F=2N,则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少
(3)若v0=3.9m/s,经过足够长的时间后,小球将在BAD间做往复运动,则小球经过最低点A时受到的支持力为多少?小球在整个运动过程中减少的机械能是多少.

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