题目内容

【题目】宇宙飞船动力装置的工作原理与下列情景相似:如图,光滑地面上有一质量为M的绝缘小车,小车两端分别固定带等量异种电荷的竖直金属板,在小车的右板正中央开有一个小孔,两金属板间的电场可看作匀强电场,两板间电压为U,小车处于静止状态。现将一质量为m、带电量为+q、重力不计的粒子从左板正对小孔处无初速释放,同时释放小车。则以下判断正确的是( )

A.小车总保持静止状态

B.小车最后减速运动

C.粒子穿过小孔时速度为

D.粒子穿过小孔时速度为

【答案】C

【解析】

AB.金属板间的电场方向向右,粒子所受的电场力方向向右,根据牛顿第三定律可知,小车所

受的电场力方向向左,则小车将向左做匀加速运动。粒子穿过小孔时速度,粒子不再受电场力

作用,小车也不再受电场力,将做匀速运动,故AB错误。

CD.设粒子穿过小孔时速度为v1,小车此时的速度为v2.取向右方向为正方向。根据系统的动

量守恒和能量守恒得: 0mv1-Mv2,联立解得,

C正确,D错误。

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