如图,O、A、B为同一竖直平面内的三个点,OB沿竖直方向,∠BOA=60°,OB=32OA,将一质量为m的小球以一定

2025-05-20 13:17:21
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(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

OA
=d,
则:
OB
3
2
d
,根据平抛运动的规律得:d?sin60°=v0t…①
d?cos60°=
1
2
gt2
…②
又:EK0
1
2
m
v
…③
联立①②③解得:EK0
3
8
mgd
…④
设小球到达A时的动能为EKA,则:EKAEK0+
1
2
mgd=
7
8
mgd
…⑤
所以:
EKA
EK0
7
3

(2)加电场后,从O点到A点下降了
1
2
d,从O点到B点下降了
3
2
d
,设两点的电势能分别减小△EPA和△EPB,由能量守恒和④得:
EPA=3EK0?EK0?
1
2
mgd=
2
3
EK0
…⑥
EPB=6EK0?EK0?
3
2
mgd=EK0
…⑦
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
3
2
d
EPA
EPB
2
3
…⑧
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=