Question

【題目】一質量為m=6kg帶電量為q=-0.1C的小球P，自傾角θ=530的固定光滑斜面頂端由靜止開始滑下，斜面高h=6.0m，斜面底端通過一段光滑小圓弧與一光滑水平面相連。整個裝置處在水平向右的勻強電場中，場強E=200N/C，忽略小球在連接處的能量損失，當小球運動到水平面時，立即撤去電場。水平面上放一質量也為m靜止不動的圓槽Q, 圓槽光滑且可沿水平面自由滑動，圓槽的半徑R=3m，如圖所示（已知sin53o=0.8，cos53o=0.6，g=10m/s2）則以下說法正確的是：

A.由靜止釋放到滑到斜面底端，P球的電勢能增加了90J

B.小球P運動到水平面時的速度大小為5m/s

C.最終小球將沖出圓槽Q

D.最終小球不會沖出圓槽Q

Answer 1

【答案】AD

【解析】

A．在整個過程中，電場力對P球做負功為：

則

△E=-W=90J

選項A正確；
B．根據(jù)動能定理得：

代入數(shù)據(jù)可得：

選項B錯誤；
CD．設當兩者速度相等時，小球上升的高度為H，根據(jù)水平方向動量守恒得：

mv=2mv′

代入數(shù)據(jù)：

根據(jù)機械能守恒得：

代入已知數(shù)據(jù)得：

H=2.25m＜R

所以小球沒有沖出圓槽，選項C錯誤，D正確。