Question

高中物理电场题

问：如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道，圆轨道半径为R， AB为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧。一个质量为m电荷量为 -q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失，关于带电粒子的运动情况，下列说法正确的是
答：小球到达C点的速度可能为零

解析：

疑问：为什么电场力大于重力，小球不可能沿半圆轨道运动

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Answer 1

对于选项 D ，原解答的意思是 ：
假设小球到达 C 点速度为零 ，则可知电场力 与 重力的 合力 必竖直向上 ，电场力大于重力 ，

但是 ，电场力大于重力 即 合力竖直向上时 ，小球不可能沿半圆轨道运动到 C 点时速度为零 。

这是因为 ，小球进入 A 点时速度若太小 ，小球会在 AC 弧的某一点离开圆弧 ，做向心运动 。

可以类比小球只受重力在竖直面内过圆轨道最高点的情况 —— 此时 ，合力竖直向上 ，合力类似于重力 ，而轨道的 C 点 类似于 只受重力时竖直轨道的最高点 。

Answer 2

电场力竖直向上，重力竖直向下，竖直方向的合力是向上的，所以小球不可能沿半径轨道运动。但是小球在进入A后还是能和轨道紧密接触的，后来才脱离轨道，斜向右上方运动。

追问

为什么会脱离轨道呢

Answer 3

小球受向上的电场力和向下重力，当电场力大于重力时，小球会离开轨道，故不会沿轨道运动

追问

问的就是为什么会离开轨道呀

追答

它的合外力向上了

追问

合外力向上做减速运动呗，怎么就一定能说它脱离轨道呢