Question

【題目】如圖所示，直角三角形ABC由三段細直桿連接而成，AB桿豎直，AC桿粗糙且絕緣，其傾角為30°，長為2L，D為AC上一點，且BD垂直AC，在BC桿中點O處放置一正點電荷Q．一套在細桿上的帶負電小球，以初速度v0由C點沿CA上滑，滑到D點速率恰好為零，之后沿AC桿滑回C點．小球質量為m、電荷量為q、重力加速度為g．則（　　）

A. 小球上滑過程中先勻加速后勻減速

B. 小球下滑過程中電場力先做負功后做正功

C. 小球再次滑回C點時的速率為vC=

D. 小球下滑過程中動能、電勢能、重力勢能三者之和增大

Answer 1

【答案】C

【解析】小球上滑過程中受到重力、庫侖力、桿的支持力以及摩擦力作用，由于庫侖力和摩擦力是個變力，則運動過程中加速度始終發生變化，故A錯誤；根據幾何關系可知，OD=OC，則C、D兩點電勢相等，所以從C到D的過程中，電場力做功之和為零，在C點時，小球受到的庫侖力是引力，電場力做正功，后電場力做負功，故B錯誤；從C到D的過程中，根據動能定理得：0-mv02=-mgh-Wf，再從D回到C的過程中，根據動能定理得： mvC20＝mghWf，根據幾何關系可知，h=L；解得： ，故C正確；小球下滑過程中由于摩擦力做負功，則小球動能、電勢能、重力勢能三者之和減小，故D錯誤。故選C。