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  • 半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套有一質(zhì)量為m,帶正電的珠子,空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示,珠子所受靜電力是其重力的3/4,將珠子從環(huán)上最低位置A點(diǎn)由靜止

    半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套有一質(zhì)量為m,帶正電的珠子,空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示,珠子所受靜電力是其重力的3/4,將珠子從環(huán)上最低位置A點(diǎn)由靜止釋放,則珠子所能獲得的最大動(dòng)能Ek為(  )
    A. mgr/4
    B. 3mgr/4
    C. 4mgr/5
    D. 3mgr/5
    物理人氣:313 ℃時(shí)間:2020-06-22 02:50:11
    優(yōu)質(zhì)解答

    受力平衡時(shí),小球動(dòng)能最大.受力平衡時(shí)之前合力做正功動(dòng)能增加,受力平衡之后合力做負(fù)功動(dòng)能減少.
    設(shè)小球與豎直方向夾角為θ時(shí),重力與彈力的合力等于電場(chǎng)力
    由三力平衡時(shí)的閉合三角形定則知受力如圖:

    tanθ=
    F
    mg
    3
    4

    得θ=37°
    從運(yùn)動(dòng)至動(dòng)能最大此過(guò)程重力做負(fù)功,電場(chǎng)力做正功,支持力始終垂直于v,所以不做功
    由動(dòng)能定理得:
    W-G=Ek
    Fd-mgH=Ek   
    Ek=0.75mgrsin37°-mgr(1-cos37°)=
    mgr
    4
    ,故A正確
    故選A
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