Question

如圖所示，內壁光滑的絕緣材料制成的圓軌道固定在傾角為θ的斜面上，與斜面的交點是A，直徑AB垂直于斜面，直徑CD和MN分別在水平和豎直方向上．整個裝置處在與圓軌道面平行的水平向右的勻強電場中．一質量為m、帶電荷量為q的小球（可視為點電荷）剛好能靜止于圓軌道內的A點．現給在A點的該小球一沿圓切線方向的初速度，使其恰能沿圓軌道完成圓周運動．下列對該小球運動過程的分析中，錯誤的是（　　）

• A、小球一定帶負電
• B、小球運動到B點時動能最小
• C、小球運動到M點時動能最小
• D、小球運動到D點時機械能最小

Answer 1

分析：小球原來處于靜止狀態，分析電場力方向，即可判斷小球的電性；找到等效最高點位置，此位置的動能最小；電場力做功引起機械能的變化，電場力做負功最大時，機械能減小最大．

解答：解：A、小球原來處于靜止狀態，分析受力可知，小球所受的電場力方向向左，與電場強度方向相反，所以小球帶負電．故A正確．
B、小球靜止時，受到重力、電場力和軌道的支持力作用，由平衡條件得知，重力與電場力的合力方向與支持力方向相反，與斜面垂直向下，則小球從A運動到B點的過程中，此合力做負功，動能減小，所以小球運動到B點時動能最小，故B正確，C錯誤．
D、根據功能關系可知，電場力做負功越多，小球的機械能減小越多，可知，小球從A運動到D點時，電場力做負功最多，所以小球運動到D點時機械能最小．故D正確．
本題選錯誤的，故選：C．

點評：本題關鍵要掌握動能定理和功能關系，在正確分析受力情況的基礎上，運用功能關系進行分析．