Question

【題目】如圖所示，勻強(qiáng)電場方向與水平線間夾角θ＝30°，方向斜向右上方，電場強(qiáng)度為E，質(zhì)量為m的小球帶負(fù)電，以初速度v0開始運(yùn)動(dòng)，初速度方向與電場方向一致．

（1）若小球的帶電荷量為q＝，為使小球能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)對小球施加的恒力F1的大小和方向各如何？

（2）若小球的帶電荷量為q＝,為使小球能做直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)對小球施加的最小恒力F2的大小和方向各如何？

Answer 1

【答案】（1）,方向與水平線成60°角斜向右上方

（2）,方向與水平線成60°角斜向左上方

【解析】試題分析：（1）如圖甲所示，為使小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必使其合外力為0，設(shè)對小球施加的力F1與水平方向夾角為α，則F1cos α＝qEcos θ

F1sin α＝mg＋qEsin θ

代入數(shù)據(jù)解得α＝60°,

即恒力F1與水平線成60°角斜向右上方．

（2）為使小球能做直線運(yùn)動(dòng)，則小球所受合力的方向必和運(yùn)動(dòng)方向在一條直線上，故要使力F2和mg的合力和電場力在一條直線上．如圖乙所示．

當(dāng)F2取最小值時(shí)，F2垂直于F．

故F2＝mgsin 60°＝．方向與水平線成60°角斜向左上方．