Question

【題目】如圖所示，在光滑絕緣水平桌面上有一個電荷量為、質(zhì)量為m的小球與一根長為的輕繩一端相連，繩的另一端固定在P點，小球與P點的距離現(xiàn)施加一與PM夾角、水平向右且場強大小為E的勻強電場，并從靜止釋放帶電小球，從釋放小球到輕繩與電場方向平行的過程，下列說法正確的是（ ）

A. 小球先做勻加速曲線運動后做圓周運動

B. 小球的運動時間為

C. 此過程中電場力所做的功為

D. 輕繩與電場力方向平行時小球的速度大小為

Answer 1

【答案】CD

【解析】

A. 如圖所示，

帶電小球水平向右做勻加速直線運動，當位移為MQ=L時，輕繩剛好被拉直，隨后在輕繩拉力與電場力的合力作用下，小球以P點為圓心做圓周運動到N點，此時輕繩與電場力方向平行，故A錯誤；

B. 小球在水平方向上的位移為：

假如小球在水平方向一直做勻加速直線運動，根據(jù)

解得：

但小球在QN階段水平方向不是勻加速直線運動，故B錯誤；

C. 電場力做功

故C正確。

D. MQ段，由動能定理得：

當帶電小球運動到Q點時輕繩剛好被拉直速度為，如圖所示

由于繩子瞬間張緊使得小球沿輕繩方向的分速度v2瞬間減小為零，而沿垂直于輕繩方向的分速度 不變，小球由Q到N，根據(jù)動能定理得

則此時小球的速度為：

故D正確。