如圖所示,質(zhì)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(jīng)過一段時間t的飛行,將所加電場方向逆時針旋轉(zhuǎn)120°,再經(jīng)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(fā)點相距多遠?

   (2)小球的飛行時間.

(1)電場方向未變之前,以小球為研究對象,根據(jù)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

解得

  

小球沿著直線飛行的距離

速度

電場方向改變之后,以小球為研究對象,根據(jù)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

經(jīng)過時間,物體的速度

時間內(nèi),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(fā)點相距

⑧ 

(2)設在經(jīng)過T時間落回地面

解得  

小球總的飛行時間為

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3
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