Question

【題目】如圖所示，整個空間存在水平向左的勻強電場，一長為L的絕緣輕質細硬桿一端固定在O點、另一端固定一個質量為m、電荷量為＋q的小球P，桿可繞O點在豎直平面內無摩擦轉動，電場的電場強度大小為E＝．先把桿拉成水平，然后將桿無初速釋放，重力加速度為g，不計空氣阻力，則

A. 小球到最低點時速度最大

B. 小球從開始至最低點過程中動能一直增大

C. 小球對桿的最大拉力大小為

D. 小球可繞O點做完整的圓周運動

Answer 1

【答案】BC

【解析】試題分析：在小球運動的過程中只有重力和電場力做功，電場力與重力的合力大小為；合力與水平方向的夾角，α=60°，所以小球從開始運動到最低點左側桿與水平方向的夾角為60°的過程中，F一直做正功，故小球從開始至最低點過程中動能一直增大，在最低點左側桿與水平方向的夾角為60°時動能最大，速度最大．故A錯誤，B正確．設小球的最大速度為v．根據(jù)動能定理得：mgLsin60°+qEL（1+cos60°）=mv2；設最大拉力為T，則

解得，故C正確．設動能最大的位置為P，其關于O的對稱點為Q，設小球能通過Q點，且通過Q點的速度為v′，根據(jù)動能定理得：-mgL sin60°+qE（1-cos60°）=mv′2，將代入上式得mv′2＜0，不可能，說明小球不能通過Q點，即不能做完整的圓周運動，故D錯誤．故選C．