Question

4．內(nèi)壁光滑的絕緣材料制成圓軌道固定在傾角為θ的斜面上，與斜面的交點(diǎn)是A，直徑AB垂直于斜面，直徑CD和MN分別在水平和豎直方向上．它們處在水平方向的勻強(qiáng)電場中．質(zhì)量為m、電荷量為q的小球（可視為點(diǎn)電荷）剛好能靜止于圓軌道內(nèi)的A點(diǎn)．現(xiàn)對在A點(diǎn)的該點(diǎn)電荷施加一沿圓環(huán)切線方向的瞬時(shí)沖量，使其恰能繞圓環(huán)完成圓周運(yùn)動(dòng)．下列對該點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)的分析，正確的是（　�。�

• A． 小球一定帶負(fù)電
• B． 小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小
• C． 小球運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小
• D． 小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)機(jī)械能最小

Answer 1

分析 小球原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，分析電場力方向，即可判斷小球的電性；找到等效最高點(diǎn)位置，此位置的動(dòng)能最��；電場力做功引起機(jī)械能的變化，電場力做負(fù)功最大時(shí)，機(jī)械能減小最大．

解答 解：A、小球原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，分析受力可知，小球所受的電場力方向向左，電場強(qiáng)度方向向右，故小球帶負(fù)電，故A正確；
B、C、小球靜止時(shí)，受到重力、電場力和軌道的支持力作用，由平衡條件得知，重力與電場力的合力方向與支持力方向相反，與斜面垂直向下，則小球從A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，此合力做負(fù)功，動(dòng)能減小，所以小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小，故B正確，C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)功能關(guān)系可知，電場力做負(fù)功越多，小球的機(jī)械能減小越大，可知，小球從A運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)，電場力做負(fù)功最多，所以小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)機(jī)械能最小，故D正確；
故選：ABD．

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵要掌握動(dòng)能定理和功能關(guān)系，在正確分析受力情況的基礎(chǔ)上，運(yùn)用功能關(guān)系進(jìn)行分析，該題中要注意的是在等效最高點(diǎn)的速度最小，而不是在最高點(diǎn)M速度最小．