Question

半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有一質(zhì)量為m，帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示，珠子所受靜電力是其重力的3/4，將珠子從環(huán)上最低位置A點(diǎn)由靜止釋放，則珠子所能獲得的最大動(dòng)能E_k為（　�。�

A、mgr/4

B、3mgr/4

C、4mgr/5

D、3mgr/5

Answer 1

分析：從小球受力來(lái)看，初始階段會(huì)在電場(chǎng)力和重力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，但是由于電場(chǎng)力小于重力，因此在運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí)，重力與彈力在水平方向的分力等于電場(chǎng)力，物體加速過(guò)程結(jié)束．

解答：解：
受力平衡時(shí)，小球動(dòng)能最大．受力平衡時(shí)之前合力做正功動(dòng)能增加，受力平衡之后合力做負(fù)功動(dòng)能減少．
設(shè)小球與豎直方向夾角為θ時(shí)，重力與彈力的合力等于電場(chǎng)力
由三力平衡時(shí)的閉合三角形定則知受力如圖：

tanθ=

F

mg

=

3

4

得θ=37°
從運(yùn)動(dòng)至動(dòng)能最大此過(guò)程重力做負(fù)功，電場(chǎng)力做正功，支持力始終垂直于v，所以不做功
由動(dòng)能定理得：
W-G=E_k
Fd-mgH=E_k   
Ek=0.75mgrsin37°-mgr（1-cos37°）=

mgr

4

，故A正確
故選A

點(diǎn)評(píng)：本題重點(diǎn)是要判定什么時(shí)候達(dá)到最大動(dòng)能，這個(gè)是有受力決定的，因此就轉(zhuǎn)而分析受力，受力平衡時(shí)物體的動(dòng)能達(dá)到最大，在根據(jù)受力平衡感確定出來(lái)最大動(dòng)能的位置，最終才能求最大動(dòng)能．