题文
真空中存在空间范围足够大的、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,运动中小球的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:
图16-2-5
(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电势能变化量;
(3)小球的最小动量的大小及方向.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)
水平向右 (2)
(3)
方向与电场方向夹角为37°斜向上
解析
根据题设条件,电场力大小
电场力的方向水平向右.
(2)小球沿竖直方向做匀减速运动,速度为vy
沿水平方向做初速度为0的匀加速运动,加速度为ax
小球上升到最高点的时间
,此过程小球沿电场方向位移
电场力做功
故小球上升到最高点的过程中,电势能减少
.
(3)水平速度vx=axt,竖直速度vy=v0-gt
小球的速度
由以上各式得出
解得当
时,v有最小值
此时,
,
,
,
即与电场方向夹角为37°,斜向上
小球动量的最小值为
.
最小动量的方向与电场方向夹角为37°,斜向上.
考点
据考高分专家说,试题“真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。





