Question

2．如图所示，一个绝缘光滑轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E，在其上端与圆心等高处有一个质量为m，带电荷为+q的小球由静止开始下滑，则（　　）

• A． 小球运动过程中机械能守恒
• B． 小球经过最低点时速度不一定最大
• C． 小球在最低点对环的压力大小为mg+Eq
• D． 小球在最低点对环的压力大小为3（mg+Eq）

Answer 1

分析 判断机械能的依据是除重力或弹力外，其它力做正功，机械能增加，其它力做负功，机械能减小；根据总能量守恒判断小球经过最低点时动能与电势能之和；根据牛顿第二定律判断小球在最低点对轨道的压力．

解答 解：A、小球在下滑过程中，除重力外，电场力做正功，机械能增加，最低点时机械能最大，故A错误．
B、小球在下滑过程中，重力和电场力均做正功，故到达最低点时速度最大，故B错误．
C、根据动能定理可知：mgR+EqR=$\frac{1}{2}$mv²；小球在最低点时，小球具有速度v，小球受竖直向下的重力G，电场力qE，竖直向上的支持力F，由牛顿第二定律得：F-mg-qE=$\frac{m{v}^{2}}{r}$，
所以小球在最低点对环的压力F=3（mg+qE），故C错误，D正确．
故选：D

点评 本题考查带电粒子在电场和重力场中的运动情况，要注意明确电场力竖直向下，所以等效重力竖直向下，则可以视为小球在一般重力场中的运动进行分析处理即可，但要注意由于电场力做功，机械能不守恒．