(1)小球做平抛运动,设初速度v0.初动能EK0,从O到A的运动时间为t,令
=d,OA
则:
=OB
d,根据平抛运动的规律得:d?sin60°=v0t…①3 2
d?cos60°=
gt2…②1 2
又:EK0=
m1 2
…③
v
联立①②③解得:EK0=
mgd…④3 8
设小球到达A时的动能为EKA,则:EKA=EK0+
mgd=1 2
mgd…⑤7 8
所以:
=EKA EK0
;7 3
(2)加电场后,从O点到A点下降了
d,从O点到B点下降了1 2
d,设两点的电势能分别减小△EPA和△EPB,由能量守恒和④得:3 2
△EPA=3EK0?EK0?
mgd=1 2
EK0…⑥2 3
△EPB=6EK0?EK0?
mgd=EK0…⑦3 2
在匀强电场中,沿着任意直线,电势的降落是均匀的,设直线OB上的M点的电势与A的电势相同,M点到O点的距离是x,如图,则有:
=x
d3 2
=△EPA
△EPB
…⑧2 3
解得:x=d,
MA是等势线,电场线与MA的垂线OC平行,设电场方向与竖直向下的方向之间的夹角是α,
由几何关系可得:α=30°,
即电场线的方向与竖直方向之间的夹角是30°,
设电场强度的大小是E,则:qE?dcos30°=△EPA…⑨
联立④⑥⑨得:E=