如图所示,用绝缘体细线拴一带负电小球,在竖直平面内做圆周运动,匀强电场方向竖直向下,则( )A. 当小球运动到最高点a时,线的张力一定最小B. 当小球运动到最低点b时,小球的速度一定最大C. 当小球运动到最高点a时,小球的电势能最小D. 小球在运动过程中机械能不守恒
问题描述:
如图所示,用绝缘体细线拴一带负电小球,在竖直平面内做圆周运动,匀强电场方向竖直向下,则( )
A. 当小球运动到最高点a时,线的张力一定最小
B. 当小球运动到最低点b时,小球的速度一定最大
C. 当小球运动到最高点a时,小球的电势能最小
D. 小球在运动过程中机械能不守恒
答
A、B当重力大于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最小,到达最低点b时,小球的速度最大;当重力等于于电场力时,小球做匀速圆周运动,速度大小不变.当重力小于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最大,到达最低点b时,小球的速度最小;故AB错误.
C、当小球最低点到最高点的过程中,电场力做正功,电势能减小,小球运动到最高点a时,小球的电势能最小.故C正确.
D、由于电场力做功,小球的机械能一定不守恒.故D正确.
故选CD
答案解析:分析小球所受重力与电场力的大小关系:当重力大于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最小,到达最低点b时,小球的速度最大;当重力等于于电场力时,小球做匀速圆周运动.当重力小于电场力时,小球运动到最高点a时,线的张力一定最大,到达最低点b时,小球的速度最小;由于电场力做功,小球的机械能一定不守恒.
考试点:电场强度;牛顿第二定律;向心力;电势能.
知识点:本题题设条件不明时,要进行讨论,分三种情况分析小球的受力情况和运动情况.