(1)如果在某方向上加上一定大小的匀强电场后,能保证微粒仍沿v0方向做直线运动,试求所加匀强电场电场强度的最小值.
(2)若加上大小一定、方向水平向左的匀强电场,仍保证微粒沿v0方向做直线运动,并且经过一段时间后微粒又回到O点,求微粒回到O点时的速率.
解: (1)对微粒做直线运动受力分析如图所示,要保证微粒仍沿v0方向进行运动,必须使微粒在垂直v0的y方向所受合力为零,则所加电场方向沿y轴正向时,电场强度E最小,并且qE=mgcosθ
所以Emin=
mgcosθ
. q
(2)当加上水平向左的匀强电场后,微粒受力分析如图所示,仍保证微粒沿v0方向做直线运动,则有:
qEsinθ=mgcosθ
设微粒沿v0方向的最大位移为s,由动能定理得:
12
-(mgsinθ+qEcosθ+f)s=0-mv0
2
粒子从O点射出到回到O点的过程中,由动能定理得: 11
-f·2s=mv2-mv2
220以上三式联立解得:v=mg-fsinθ
v.
mg+fsinθ0