如图所示,一个质量为m、带电荷量为+q的粒子在O点以v0的初速度跟水平方向成θ角射出,粒子在运动过程中所受阻力大小恒为F
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解题思路:(1)当合力的方向与速度的方向在同一条直线上时,粒子做直线运动,抓住电场力和重力的合力与速度方向在同一条直线上,根据平行四边形定则求出电场力的最小值,从而确定电场强度的最小值和方向.

(2)根据牛顿第二定律求出加速度的大小,通过速度位移公式求出粒子减速运动的位移,对全过程运用动能定理求出粒子回到O点的速度.

(1)当场强方向与v0垂直且向左上方时,电场强度最小,如图所示.

qE=mgcosθ

所以E=

mgcosθ

q

(2)由牛顿第二定律得,[mg/sinθ+Ff=ma

则a=

g

sinθ+

Ff

m]

粒子做减速运动的位移x=

v02

2a=

v02

2(

Ff

m+

g

sinθ)

对往返全过程运用动能定理得,

−2Ffx=

1

2mv2−

1

2mv02

所以v=v0

mg−Ffsinθ

mg+Ffsinθ.

答:(1)所加最小匀强电场场强的大小为E=

mgcosθ

q,方向与v0垂直且向左上方.

(2)粒子回到O点时速度大小为v0

mg−Ffsinθ

mg+Ffsinθ.

点评:

本题考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;牛顿第二定律;动能定理.

考点点评: 本题综合考查了牛顿第二定律、动能定理和运动学公式,综合性较强,知道粒子做直线运动的条件.