题目内容

【题目】如图所示,在地面上方的水平匀强电场中,一个质量为 m、电荷量为+q 的小球,系在一根长为 L 的绝缘细线一端,可以在竖直平面内绕 O 点做圆周运动。AB 为圆周的水平直径,CD 为竖直直径。已知重力加速度为 g,电场强度。下列说法正确的是

A. 若小球在竖直平面内绕 O 点做圆周运动,则它运动的最小速度

B. 若小球在竖直平面内绕 O 点做圆周运动,则小球运动到 B 点时的机械能最大

C. 若小球在竖直平面内绕 O 点做圆周运动, 则小球在 AB 两点所受绳的拉力大小相差 6mg

D. 若在 A 点给小球以大小为、方向竖直向上的初速度,它将能够到达 B

【答案】ABC

【解析】试题分析:由于电场强度,故mg=Eq,物体的加速度大小为a=g,故若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则它运动的最小速度为v,则有:,解得,故A正确;除重力和弹力外其它力做功等于机械能的增加值,若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到B点时,电场力做功最多,故到B点时的机械能最大,故B正确;若在A点的速度为vA,则在A点时细线的拉力:,从A点到B点,由动能定理,在B点:,因Eq=mg,联立解得:TB-TA=6mg,选项C正确;小球运动的最小速度为,若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出,则小球到达AD中点E的速度满足,解得,故小球将不会沿圆周运动,因此小球在竖直方向做竖直上拋,水平方向做匀加速,当竖直上拋合位移为0时,时间,此时水平位移,则小球不能经过B点,故D错误.故选ABC

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