Question

（2009?南通模擬）如圖所示，在水平方向的勻強電場中，絕緣細線的一端固定在O點，另一端系一帶正電的小球在豎直平面內做圓周運動，小球所受電場力大小等于重力大小．則（　　）

A．小球在豎直軌道的最低點c處重力勢能最小

B．小球在豎直軌道的最高點a處動能最小

C．小球在豎直軌道的水平直徑右端點b處機械能最大

D．小球在豎直軌道的水平直徑左端點d處總能量最大

Answer 1

分析：掌握重力做功與重力勢能變化的關系，掌握合外力做功與動能變化的關系，除重力和彈力外其它力做功與機械能變化的關系．

解答：解：由題意知，小球受電場力和重力大小相等，方向水平向右，則小球所受電場力和重力的合力如圖所示

合力與水平方向成45°角偏右下方．
A、根據重力勢能的表達式E_p=mgh知重力勢能的大小與mgh有關，在圖中C點位置最低故重力勢能最小，故A正確；
B、如圖小球所受合力方向可知，小球從a到向e點運動時，合力對小球做負功，小球動能將減小，故a點不是小球動能最小的點（最小的點在e點），故B錯誤；
C、小球在運動過程中能量守恒，小球能量E=E_P電+E_P重，根據能量守恒小球機械能最大時則其電勢能最小，因為電場強度水平向右，故在b點時小球電場勢能最小，則其機械能最大，故C正確；
D、小球在d處時電勢能最大，機械能最小在小球運動過程中小球的總能量保持不變，故D錯誤．
故選AC

點評：掌握合外力做功與動能的關系、電場力做功與電勢能變化關系、能量守恒定律是解決本題的關鍵．