题目内容
(2009?南通模拟)如图所示,在水平方向的匀强电场中,绝缘细线的一端固定在O点,另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动,小球所受电场力大小等于重力大小.则( )
分析:掌握重力做功与重力势能变化的关系,掌握合外力做功与动能变化的关系,除重力和弹力外其它力做功与机械能变化的关系.
解答:解:由题意知,小球受电场力和重力大小相等,方向水平向右,则小球所受电场力和重力的合力如图所示
合力与水平方向成45°角偏右下方.
A、根据重力势能的表达式Ep=mgh知重力势能的大小与mgh有关,在图中C点位置最低故重力势能最小,故A正确;
B、如图小球所受合力方向可知,小球从a到向e点运动时,合力对小球做负功,小球动能将减小,故a点不是小球动能最小的点(最小的点在e点),故B错误;
C、小球在运动过程中能量守恒,小球能量E=EP电+EP重,根据能量守恒小球机械能最大时则其电势能最小,因为电场强度水平向右,故在b点时小球电场势能最小,则其机械能最大,故C正确;
D、小球在d处时电势能最大,机械能最小在小球运动过程中小球的总能量保持不变,故D错误.
故选AC
合力与水平方向成45°角偏右下方.
A、根据重力势能的表达式Ep=mgh知重力势能的大小与mgh有关,在图中C点位置最低故重力势能最小,故A正确;
B、如图小球所受合力方向可知,小球从a到向e点运动时,合力对小球做负功,小球动能将减小,故a点不是小球动能最小的点(最小的点在e点),故B错误;
C、小球在运动过程中能量守恒,小球能量E=EP电+EP重,根据能量守恒小球机械能最大时则其电势能最小,因为电场强度水平向右,故在b点时小球电场势能最小,则其机械能最大,故C正确;
D、小球在d处时电势能最大,机械能最小在小球运动过程中小球的总能量保持不变,故D错误.
故选AC
点评:掌握合外力做功与动能的关系、电场力做功与电势能变化关系、能量守恒定律是解决本题的关键.
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