半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m,带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所示,珠子所受静电力是其重力的3/4,将珠子从环上最低位置A点由静止释放,则珠子所能获得的最大动能Ek为(  )A. mgr/4B. 3mgr/4C. 4mgr/5D. 3mgr/5

问题描述:

半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m,带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所示,珠子所受静电力是其重力的3/4,将珠子从环上最低位置A点由静止释放,则珠子所能获得的最大动能Ek为(  )
A. mgr/4
B. 3mgr/4
C. 4mgr/5
D. 3mgr/5

受力平衡时,小球动能最大.受力平衡时之前合力做正功动能增加,受力平衡之后合力做负功动能减少.设小球与竖直方向夹角为θ时,重力与弹力的合力等于电场力由三力平衡时的闭合三角形定则知受力如图:tanθ=Fmg=34...
答案解析:从小球受力来看,初始阶段会在电场力和重力作用下做加速运动,但是由于电场力小于重力,因此在运动到某一位置时,重力与弹力在水平方向的分力等于电场力,物体加速过程结束.
考试点:带电粒子在匀强电场中的运动.
知识点:本题重点是要判定什么时候达到最大动能,这个是有受力决定的,因此就转而分析受力,受力平衡时物体的动能达到最大,在根据受力平衡感确定出来最大动能的位置,最终才能求最大动能.