题目内容
如图,用绝缘细线拴一带负电的小球,在竖直平面内做圆周运动,匀强电场方向竖直向下,则( )
A、在a点悬线张力最小 | B、在b点小球速度最大 | C、小球在a点的电势能最小 | D、运动过程中小球机械能守恒 |
分析:分析小球所受重力与电场力的大小关系:当重力大于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最小,到达最低点b时,小球的速度最大;当重力等于电场力时,小球做匀速圆周运动.当重力小于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最大,到达最低点b时,小球的速度最小;由于电场力做功,小球的机械能一定不守恒.
解答:解:A、B、小球在电场中受到重力和向上的电场力.
当重力大于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最小,到达最低点b时,小球的速度最大;
当重力等于电场力时,小球做匀速圆周运动,速度大小不变.
当重力小于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最大,到达最低点b时,小球的速度最小;故A、B错误.
C、当小球最低点到最高点的过程中,电场力做正功,电势能减小,小球运动到最高点A,小球的电势能最小.故C正确.
D、由于电场力做功,小球的机械能一定不守恒.故D错误.
故选:C.
当重力大于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最小,到达最低点b时,小球的速度最大;
当重力等于电场力时,小球做匀速圆周运动,速度大小不变.
当重力小于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最大,到达最低点b时,小球的速度最小;故A、B错误.
C、当小球最低点到最高点的过程中,电场力做正功,电势能减小,小球运动到最高点A,小球的电势能最小.故C正确.
D、由于电场力做功,小球的机械能一定不守恒.故D错误.
故选:C.
点评:本题中题设条件不明,要考虑各种可能的情况进行讨论,分三种情况分析小球的受力情况和运动情况.
练习册系列答案
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在如图所示的竖直向下的匀强电场中,用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点0做圆周运动,下列说法正确的是( )
A、带电小球一定做匀速圆周运动 | B、带电小球一定做变速圆周运动 | C、带电小球通过最高点时,细线拉力一定最小 | D、带电小球通过最低点时,细线拉力有可能最小 |