题目内容

如图所示,绝缘光滑的半圆形轨道位于竖直平面内,竖直向下的匀强电场E穿过其中,在轨道的边缘A点有一个质量为m、带电荷量为q的小球,由静止开始沿轨道运动,根据以上信息可以得出(  )
分析:小球向下运动的过程中,不仅是重力做功,还有电场力做功,由功和能的关系判断是否可以到达B点,小球做的是圆周运动,由向心力的公式可以求得轨道对球的支持力.由牛顿第三定律得到小球对轨道的压力.
解答:解:
A、B、小球向下运动的过程中,受重力和电场力作用,从A到B的运动过程中,重力和电场力做功都为零,所以到达B点的速度恰好为零,故可以到达B点,故A正确,B错误;
C、D:若q为正电荷,电场力向下,在最低点有:FN-mg-qE=m
v2
r
,解得:FN=m
v2
r
+mg+qE,所以FN>mg,故C错误;
若q为负电荷,电场力向上,在最低点有:qE+FN-mg=m
v2
r
,解得:FN=m
v2
r
-(qE-mg),由于小球沿圆轨道向下运动,则qE<mg,所以必定有FN>0,故C、D错误.
故选:A
点评:小球做的是圆周运动,在最低点时受重力、电场力和轨道对球的支持力,这三个力的合力提供向心力,最后根据牛顿第三定律得的小球在最低点对轨道的压力.
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