Question

如圖所示，質量為m的帶電小球靜止在絕緣水平面上，某時刻，給小球加某方向上的范圍足夠大的勻強電場，小球騰空沿與水平面成30°角的直線飛去.電場力的大小恒為，小球經過一段時間t的飛行，將所加電場方向逆時針旋轉120°，再經過撤去電場.小球在重力的作用下落回水平面，求：

（1）落回點與出發點相距多遠？

   （2）小球的飛行時間.

Answer 1

（1）電場方向未變之前，以小球為研究對象，根據受力分析，設電場力與飛行方向夾角為，小球飛行的加速度為

①

②

解得

  

小球沿著直線飛行的距離③

速度④

電場方向改變之后，以小球為研究對象，根據受力分析，因合力方向與飛行方向在一條直線上，只是方向相反，所以，小球仍然沿原直線飛行，速度越來越小。

此時加速度⑤

經過時間，物體的速度⑥

在時間內，小球飛行的距離⑦ 

當速度等于時，撤去電場，小球做自由落體運動，所以落回點與出發點相距

⑧ 

（2）設在經過T時間落回地面

⑨

解得  

小球總的飛行時間為