Question

【題目】如圖所示，帶電小球a由絕緣細(xì)線PM和PN懸掛而處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中PM水平，地面上固定一絕緣且內(nèi)壁光滑的圓弧細(xì)管道GH，圓心P與a球位置重合，管道底端H與水平地面相切，一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球b從G端口由靜止釋放，當(dāng)小球b運(yùn)動到H端時(shí)對管道壁恰好無壓力，重力加速度為g。在小球b由G滑到H過程中，下列說法中正確的是

A. 小球b機(jī)械能逐漸減小

B. 小球b所受庫侖力大小始終為2mg

C. 小球b加速度大小先變大后變小

D. 細(xì)線PM的拉力先增大后減小

Answer 1

【答案】D

【解析】

A、小球b運(yùn)動過程管道支持力和電場力不做功，故只有重力做功，那么機(jī)械能守恒，故A錯(cuò)誤；

B、對小球b運(yùn)動過程應(yīng)用機(jī)械能守恒可得：，由小球在H點(diǎn)時(shí)對管道壁恰好無壓力，根據(jù)牛頓第二定律可得：，所以小球b受到的庫侖力，方向豎直向上；又有庫侖力，所以，庫侖力大小不變，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C、設(shè)b與a的連線與水平方向的夾角為，則有，任意位置加速度為向心加速度和切向加速度合成，即，下滑過程中從0增大，可知小球b加速度一直變大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D、設(shè)PN與豎直方向的夾角為α，對球a受力平衡，在豎直方向可得，在水平方向可得，解得，下滑過程中從0增大，細(xì)線PM的拉力先增大后減小，故選項(xiàng)D正確；

故選選項(xiàng)D。