Question

【题目】一质量为m=6kg带电量为q=-0.1C的小球P，自倾角θ=530的固定光滑斜面顶端由静止开始滑下，斜面高h=6.0m，斜面底端通过一段光滑小圆弧与一光滑水平面相连。整个装置处在水平向右的匀强电场中，场强E=200N/C，忽略小球在连接处的能量损失，当小球运动到水平面时，立即撤去电场。水平面上放一质量也为m静止不动的圆槽Q, 圆槽光滑且可沿水平面自由滑动，圆槽的半径R=3m，如图所示（已知sin53o=0.8，cos53o=0.6，g=10m/s2）则以下说法正确的是：

A.由静止释放到滑到斜面底端，P球的电势能增加了90J

B.小球P运动到水平面时的速度大小为5m/s

C.最终小球将冲出圆槽Q

D.最终小球不会冲出圆槽Q

Answer 1

【答案】AD

【解析】

A．在整个过程中，电场力对P球做负功为：

则

△E=-W=90J

选项A正确；
B．根据动能定理得：

代入数据可得：

选项B错误；
CD．设当两者速度相等时，小球上升的高度为H，根据水平方向动量守恒得：

mv=2mv′

代入数据：

根据机械能守恒得：

代入已知数据得：

H=2.25m＜R

所以小球没有冲出圆槽，选项C错误，D正确。