如图所示的真空中,场强为E的匀强电场,方向与竖直平面xOy平行且与竖直轴Oy负方向成θ=37°的夹角.带电粒子以初速度v0=7.5m/s,从原点O沿着Ox轴运动,达到A点时速度为0,此刻,匀强电场的方向突然变为竖直向下,而大小不变,粒子又运动了t2=2s.(g=10m/s2)求:
(1)粒子的带何种电荷、粒子到A点前作什么运动
(2)带电粒子运动t2后所在位置的坐标.
网友回答
解:(1)由于带电粒子沿着Ox轴运动,根据受力分析知:粒子一定带负电;
粒子前阶段是沿着Ox轴作匀减速运动.
(2)前阶段,根据受力分析图知:
a1==7.5m/s2????? ①
又据???? ②
x=s=3.75m?????????????????????
电场的方向改变后,粒子是沿着垂直Ox轴作竖直向上的匀加速运动.
a2===2.5m/s2?????? ③
=5m???????????????? ?④
带电粒子的位置坐标为(3.75m,5m)???
答:(1)粒子的带负电荷、粒子到A点前作匀减速直线运动;
(2)带电粒子运动t2后所在位置的坐标为(3.75m,5m).
解析分析:(1)由于带电粒子沿着Ox轴运动,末速度为零,故一定是匀减速直线运动,故合力方向与速度方向相反;受力分析,受重力和电场力,根据平行四边形定则确定电场力与重力的关系.
(2)求解出电场力后,根据牛顿第二定律求解出改变电场方向后的加速度,再根据运动学公式列式求解.
点评:本题关键明确粒子的运动规律,能够结合曲线运动的条件、运动学公式、牛顿第二定律列式求解.