Question

如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線一端拴一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q
的帶負(fù)電小球，另一端固定在O點(diǎn)．把小球拉到使細(xì)線水平的位置A，然后由靜止釋放，小球沿圓弧運(yùn)動(dòng)到細(xì)線與水平成θ=60°的位置B時(shí)速度恰好為零（小球在運(yùn)動(dòng)過程電量不變）．以下說法正確的是（　�。�

• A、小球在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能
• B、小球在B點(diǎn)時(shí)，其加速度大小為零
• C、小球在AB弧線中點(diǎn)時(shí)，小球的加速度大小為零
• D、小球在AB弧線中點(diǎn)時(shí)，所受電場(chǎng)力大于重力

Answer 1

分析：類比單擺，小球從A點(diǎn)靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)速度為0，說明弧AB的中點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，小球處在弧線中點(diǎn)位置時(shí)切線方向合力為零，球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，向心力為零，則沿細(xì)線方向合力為零．

解答：解：A、沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降落，所以A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)，而小球帶負(fù)電，所以小球在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能，故A錯(cuò)誤；
B、小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，向心力為零，合外力沿著切線方向，所以加速度沿切線方向，不為零，故B錯(cuò)誤；
C、類比單擺，小球從A點(diǎn)靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)速度為0，說明弧AB的中點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，此時(shí)速度最大，加速度沿繩子方向，不為零，故C錯(cuò)誤；
D、小球處在弧線中點(diǎn)位置時(shí)切線方向合力為零，此時(shí)細(xì)線與水平方向夾角恰為30°，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系可得：
qEsin30°=mgcos30°，化簡(jiǎn)可知Eq=

3

mg，故D正確．
故選：D．

點(diǎn)評(píng)：本題要求同學(xué)們能正確的對(duì)物體進(jìn)行受力分析，并能聯(lián)想到已學(xué)的物理模型，根據(jù)相關(guān)公式解題．