Question

如圖，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，場(chǎng)強(qiáng)E，絲線長(zhǎng)L，上端系于O點(diǎn)，下端系質(zhì)量為m帶電量為+q的小球，已知Eq=mg。現(xiàn)將小球從最低點(diǎn)A由靜止釋放，則(   )

A．小球可到達(dá)水平位置

B．當(dāng)懸線與水平呈45°角時(shí)小球的速度最大

C．小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒 

D．小球速度最大時(shí)懸線上的張力為

 

Answer 1

【答案】

ABD

【解析】

試題分析：分析小球受力可知，重力與電場(chǎng)力的合力的方向與豎直方向成45⁰角，根據(jù)等效思想，可以認(rèn)為小球在此復(fù)合場(chǎng)中的等效重力方向與豎直方向成45⁰角，如下圖所示：

故可知，小球在此復(fù)合場(chǎng)中做單擺運(yùn)動(dòng)，由對(duì)稱性可知，小球的等效最高點(diǎn)在水平位置，所以A正確；小球運(yùn)動(dòng)的等效最低點(diǎn)在與水平方向成45⁰角的位置，此時(shí)小球速度最大，所以B正確；因小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力做功，所以小球機(jī)械能不守恒，故C錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理得，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)公式及牛頓第二定律可得，聯(lián)立解得，所以D正確；

考點(diǎn)：場(chǎng)的疊加、圓周運(yùn)動(dòng)、牛頓第二定律