Question

【題目】如圖所示，帶負電的小球以一定的初速度v0，從傾角為θ的粗糙絕緣斜面頂端沿斜面向下運動，斜面足夠長，小球也斜面之間的動摩擦因數μ＜tanθ，小球在沿斜面運動過程中某一段不可能出現的運動形式是（　　）

A. 勻速直線運動 B. 加速度減小的加速運動

C. 加速度減小的減速運動 D. 加速度增大的減速運動

Answer 1

【答案】D

【解析】由于小球與斜面之間的動摩擦因數μ＜tanθ，可知小球開始時重力沿斜面向下的分力大于小球受到的摩擦力，小球在斜面上沿斜面向下做加速運動．運動中的小球受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力和洛倫茲力的作用．小球帶負電，根據左手定則可知，小球運動的過程中受到的洛倫茲力的方向垂直于斜面向下，根據f=qvB可知，小球受到的洛倫茲力隨速度的增大而增大．在垂直于斜面的方向上，小球受到的合外力始終等于0，可知，斜面對小球的垂直于斜面向上的支持力也隨速度的增大而增大，則斜面對小球的摩擦力也隨速度的增大而增大．若開始時小球受到的重力沿斜面向下的分力大于小球受到的摩擦力，可由于摩擦力隨速度的增大而增大，所以沿斜面的方向上，小球受到的合力減小，小球的加速度減小，所以小球沿斜面的方向做加速度減小的加速運動，當小球的加速度減小到0時，小球開始做勻速直線運動．若初速度很大時，會出現摩擦力大于下滑力，小球向下做減速運動，摩擦力隨速度的減小而減小，是加速度逐漸減小的減速運動；由以上的分析可知，小球在沿斜面運動過程中某一段不可能出現的運動形式是加速度增大的減速運動．故D符合題意．本題選擇不可能出現的運動形式，故選D.