题目内容

【题目】如图所示,ab是半径为R的圆弧,圆心角为θ=45°。圆弧与水平面相切于a点,整个装置处在水平向右的匀强电场中。一带正电荷的小滑块P从水平面上c点无初速释放,已知P受到的电场力大小等于所受重力,所有接触面均光滑绝缘。小滑块Pc点开始运动到其轨迹最高点的过程中小滑块

A. 所受重力做功瞬时功率可能先增大后减小

B. 所受重力和电场力的合力做功瞬时功率可能一直增大

C. 机械能一直增加,而电势能一直减小

D. 重力势能先不变后增加,动能一直增加

【答案】CD

【解析】

根据动能定理分析速度的变化,根据P=mgvy可分析重力瞬时功率的变化;重力和电场力的合力与水平方向成450角斜向下,由此分析重力和电场力的合力做功瞬时功率的变化;

ca,速度方向与重力的方向垂直,则重力的瞬时功率为零;从ab,根据动能定理: ,速度增加,根据P=mgvy可知重力做功瞬时功率增大,选项A错误;重力与电场力相等,可知重力和电场力的合力与水平方向成450角斜向下(与Ob平行斜向下),则到达b点时速度方向与重力和电场力的合力方向垂直,此时重力和电场力的合力做功瞬时功率为零,则选项B错误;因整个过程中电场力一直做正功,则电势能一直减小,机械能一直增加,选项C正确;开始在c到a,重力势能不变,到圆弧轨道后重力势能增加,整个过程中电场力的正功一直大于重力的负功,则速度一直增加,则动能一直增加,选项D正确;故选CD.

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