题目内容
如图所示,一质量为m、电荷量为q的带电液滴以速度v沿与水平面成θ角的方向斜向上进入匀强电场,在电场中做直线运动,则液滴向上运动过程中( )
分析:根据液滴做直线运动的条件:合力方向与速度方向在同一直线上或合力为零,分析液滴所受的电场力可能方向.根据电场力方向与速度方向的关系,判断电场力做功正负,分析机械能和电势能的变化.当电场力与速度方向垂直时,电场力最小,可求出最小值.
解答:解:A、当电场力与速度方向垂直时,电场力最小,由几何知识求得最小值为mgcosθ,故A正确;
B、液滴做直线运动,电场力可能竖直向上,与重力相平衡,液滴做匀速直线运动,动能不变;电场力也可能不在竖直向上,合力与速度方向相同时,液滴做匀加速直线运动,动能增大;合力与速度方向相反时,液滴做匀减速直线运动,动能减小,故B错误;
C、D、电场力方向可能与速度方向垂直,电场力不做功,电势能不变,机械能不变,电场力也可能与速度不垂直,电场力做功,电势能改变,机械能也改变,故C错误,D错误;
故选A.
B、液滴做直线运动,电场力可能竖直向上,与重力相平衡,液滴做匀速直线运动,动能不变;电场力也可能不在竖直向上,合力与速度方向相同时,液滴做匀加速直线运动,动能增大;合力与速度方向相反时,液滴做匀减速直线运动,动能减小,故B错误;
C、D、电场力方向可能与速度方向垂直,电场力不做功,电势能不变,机械能不变,电场力也可能与速度不垂直,电场力做功,电势能改变,机械能也改变,故C错误,D错误;
故选A.
点评:本题关键是掌握质点做直线运动的条件:合力方向与速度方向在同一直线上或合力为零,要考虑匀速直线运动和变速直线运动两种情形,全面分析,不能遗漏.
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