Question

如圖所示，將一個光滑、絕緣的擋板ABCD固定在光滑、絕緣的水平面上，AB段為直線形擋板，BCD段是半徑為R的圓弧形擋板，擋板處于場強為E的勻強電場中，電場方向與圓直徑MN平行．現將帶電量為q、質量為m的小球從擋板內側的A點由靜止釋放，小球沿擋板內側運動到D點后拋出，下列判斷正確的是（　　）

A．小球帶正電或帶負電均可完成上述運動過程

B．小球運動到N點時動能最大

C．小球運動到M點時，擋板對小球的彈力不可能為零

D．小球運動到C點時，擋板對小球的彈力一定不為零

Answer 1

分析：小球從A點靜止釋放，必須帶正電才能完成以后的運動；小球在復合場受重力和電場力，所以小球運動到合力方向上時動能最大；小球恰能從D點通過，知在M點對軌道的壓力為零，靠電場力提供向心力，所以在C點時擋板對小球的彈力一定不為零．

解答：解：A、小球從A點靜止釋放，必須帶正電才能完成以后的運動，故A錯誤；
B、小球在復合場受重力和電場力，所以小球運動到合力方向，即CN之間的某一點上時動能最大，故B錯誤；
C、小球恰能從D點通過，知在M點對軌道的壓力為零，靠電場力提供向心力，故C錯誤；
D、小球恰能從D點通過，知在M點對軌道的壓力為零，所以小球在C點時擋板對小球的彈力一定不為零，故D正確．
故選：D

點評：本題考查了動能定理和牛頓第二定律的綜合運用，關鍵理清圓周運動的臨界狀態，求出臨界速度的大小．