Question

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

• A、小球在A點的電勢能大于在B點的電勢能
• B、小球在B點時，其加速度大小為零
• C、小球在AB弧線中點時，小球的加速度大小為零
• D、小球在AB弧線中點時，所受電場力大于重力

Answer 1

分析：類比單擺，小球從A點靜止釋放，運動到B點速度為0，說明弧AB的中點是運動的最低點，對小球進行受力分析，小球處在弧線中點位置時切線方向合力為零，球到達B點時速度為零，向心力為零，則沿細(xì)線方向合力為零．

解答：解：A、沿電場線的方向電勢降落，所以A點的電勢高于B點的電勢，而小球帶負(fù)電，所以小球在A點的電勢能小于在B點的電勢能，故A錯誤；
B、小球到達B點時速度為零，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錯誤；
C、類比單擺，小球從A點靜止釋放，運動到B點速度為0，說明弧AB的中點是運動的最低點，此時速度最大，加速度沿繩子方向，不為零，故C錯誤；
D、小球處在弧線中點位置時切線方向合力為零，此時細(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°，化簡可知Eq=

3

mg，故D正確．
故選：D．

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