在圆周运动的最顶端的时候最容易脱离轨道。
光滑平面,因此不考虑磨擦力。最容易脱离轨道的地方,就应该是接小球的绳子受力最大的地方。
小球在最下端到最顶端的过程中,重力跟电场力的合力在做正力,小球的速度不断变大,在最高点时速度达到最大值。而此小球运气的向心力由小球的重力、电场力和绳子的拉力合力而成,而F向心力=MV^2/R,(V为最高点的速度,R为圆周的半径),所以绳子的拉力=MV^2/R+qE-mg,这个值相对于其他位置,其速度最大,且其他位置上,圆周的中心水平线上的电场力与重力的合力与向心力方向垂直,水平位置以下,其向力在向力心方向的分量均与向心力同向,因此绳子受的拉力较小;在水平位置以上,顶端以下,电场力重力的合力在向心力方面分量为负因此可以绳子受的拉力要加上这个分量,但是与最顶端小比,这个值还是较小,因为它是(qE-mg)*cosQ(Q是向力心与重力合力的夹角),所以在最顶端绳子受的力最大,小球最容易脱离轨道。
离心运动就是背离中心的运动,比如我们用洗衣机脱水,就是运动了离心原理,速度越大,要想继续在原有的轨道上运行,那么提供的向心力就必须越大,水是含在衣服里的,因此洗衣机转得很快时,超过水分在衣服上所附着的力,就被甩离衣服。
追问老师说答案是最低端,速度最低点最容易脱离轨道!!