题目内容

7.如图,在竖直平面内有水平向右、场强为E的匀强电场,在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线,一端固定在O点,另一端系一质量为m的带电小球,它静止时位于A点,此时细线与竖直方向成37°角,如图所示.现对在A点给小球一垂直于细线方向的初速度,使小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动.下列对小球运动的分析,正确的是(不考虑空气阻力,细线不会缠绕在O点上)(  )
A.小球运动到C点时动能最小B.小球运动到F点时动能最小
C.小球运动到Q点时动能最大D.小球运动到P点时机械能最小

分析 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:AB、由图可知小球受到的电场力的方向向右,与电场线的方向相同,所以小球带正电荷.小球所受的重力和电场力的合力方向沿OA方向,小球从A到向F点运动时,此合力对小球做负功,小球动能将减小,故F点是小球动能最小的点.故A错误,B正确;
C、小球所受的电场力和重力的合力方向指向OA,小球从A点开始无论向哪运动,合力对小球做负功,小球动能将减小.所以小球在A点的动能最大.故C错误;
D、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P点时小球电场势能最小,则其机械能最大,故D正确;
故选:BD.

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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