Question

真空中存在空間范圍足夠大的水平向右的勻強電場。在電場中，若將一個質量為m=0.1kg、帶正電的小球由靜止釋放，運動中小球速度與豎直方向夾角為37°。現將該小球從電場中某點以初速度v₀=10m/s豎直向上拋出，（取sin37°＝0.6，cos37°="0.8" ，g=10m/s²）求運動過程中：
（1）小球受到的電場力的大小及方向；
（2）小球從拋出點至最高點的過程中水平位移為多大？
（3）小球從拋出點至最高點的過程中電勢能的變化量。

Answer 1

(1)0.75N； 方向：水平向右；（2）3.75m；（3）2.81J

試題分析: (1)由題意，電場力：大小qE=mgtan37°=0.75（N）
方向：水平向右

(2)小球沿豎直方向做勻減速運動，速度為v_y
v_y=v₀-gt 小球上升到最高點的時間t==1s 
小球沿水平方向做初速度為0的勻加速運動，加速度為a，則有：
=7.5m/s²
此過程小球沿電場方向位移為：x==3.75m 
(3)電場力做功 W=qEx=2.81J
故小球上升到最高點的過程中，電勢能減少2.81J．