Question

如圖所示，MPQO為有界的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，ACB為光滑固定的半圓形軌道，圓軌道半徑為R，AB為圓水平直徑的兩個(gè)端點(diǎn)，AC為

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圓�。�一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為-q的帶電小球，從A點(diǎn)正上方高為H處由靜止釋放，并從A點(diǎn)沿切線進(jìn)入半圓軌道．不計(jì)空氣阻力及一切能量損失，關(guān)于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A、小球一定能從B點(diǎn)離開(kāi)軌道

B、小球在AC部分可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

C、若小球能從B點(diǎn)離開(kāi)，上升的高度一定小于H

D、小球到達(dá)C點(diǎn)的速度可能為零

Answer 1

分析：當(dāng)小球的重力與電場(chǎng)力平衡，小球進(jìn)入軌道，靠彈力提供向心力，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．根據(jù)動(dòng)能定律判斷上升的高度與H的關(guān)系．．通過(guò)假設(shè)法判斷小球到達(dá)C點(diǎn)的速度能否為零，若能為零，根據(jù)動(dòng)能定理知，電場(chǎng)力做功做功等于重力做功，則電場(chǎng)力大于重力，無(wú)法做圓周運(yùn)動(dòng)．

解答：解：A、由于題中沒(méi)有給出H與R、E的關(guān)系，所以小球不一定能從B點(diǎn)離開(kāi)軌道，故A錯(cuò)誤；
B、若重力大小等于電場(chǎng)力，小球在AC部分做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故B正確．
C、由于小球在AC部分運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做負(fù)功，所以若小球能從B點(diǎn)離開(kāi)，上升的高度一定小于H，故C正確；
D、若小球到達(dá)C點(diǎn)的速度為零，則電場(chǎng)力大于重力，則小球不可能沿半圓軌道運(yùn)動(dòng)，所以小球到達(dá)C點(diǎn)的速度不可能為零．故D錯(cuò)誤．
故選BC．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了帶電小球在電場(chǎng)和重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，綜合運(yùn)用了動(dòng)能定理、牛頓第二定律等知識(shí)，綜合性強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的能力要求較高．