Question

如圖所示，在水平方向的勻強電場中，一絕緣細線的一端固定在O點，另一端系一帶正電的小球，小球在只受重力、電場力、繩子的拉力作用下在豎直平面內做圓周運動，小球所受的電場力大小等于重力大小．比較a、b、c、d這四點，小球（　　）

A．在最高點a處的動能最小

B．在最低點c處的機械能最小

C．在水平直徑右端b處的機械能最大

D．在水平直徑左端d處的機械能最大

Answer 1

分析：通過電場力和重力的合力方向確定圓周運動的等效最高點，從而確定動能最小的位置，通過除重力以外其它力做功等于機械能的增量判斷出何處機械能最大，何處機械能最小．

解答：解：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、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A錯誤；
B、除重力以外其它力做功等于機械能的增量，拉力不做功，從d到b的過程中，電場力做負功，則b點機械能最大，d點機械能最小．故C正確，B、D錯誤．
故選C．

點評：解決本題的關鍵確定圓周運動的等效最高點，掌握除重力以外其它力做功與機械能的關系．