题目内容
【题目】如图所示,倾角为θ的绝缘斜面体ABC置于粗糙的水平地面上.一质量为m、电荷量为+q的小物块(可看作是点电荷)恰好能在斜面上匀速下滑.若在AB中点D的上方固定一电荷量为-Q的点电荷,再让物块以某一速度从斜面上B点滑下,物块始终未离开斜面,且斜面体保持静止不动.在不考虑空气阻力和电荷损失的情况下,关于在物块下滑过程中分析正确的是( )
A. 放置负电荷前,物块匀速运动过程中,地面对斜面体的摩擦力为零
B. 放置负电荷后,物块的电势能先减小,后增大
C. 放置负电荷前与放置负电荷后物块到达D点的加速度相同
D. 放置负电荷前与放置负电荷后物块到达A点的机械能相同
【答案】AB
【解析】
开始时刻小物块恰好能在斜面上匀速下滑,说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡,是竖直向上的。根据牛顿第三定律,压力和滑块对斜面体的摩擦力的合力是竖直向下的。再结合平衡条件分析即可;放置负电荷后,根据电场力做功分析电势能的变化;由于电场力是引力,摩擦力变小,分析加速度的变化;根据摩擦力做功多少变化,分析机械能的变化。
A.放置负电荷前,小物块受重力、支持力和摩擦力,物块恰好能在斜面上匀速下滑,说明摩擦力和支持力的合力与重力平衡,是竖直向上的;根据牛顿第三定律,压力和滑块对斜面体的摩擦力的合力是竖直向下的。地面对斜面体的摩擦力为零,故A正确;
B.物块与负电荷的距离先减小后增大,电场力对物块先做正功后做负功,物块的电势能先减小,后增大,故B正确;
C. 放置负电荷后物块到达D点时,电场力垂直斜面向上,压力减小,摩擦力减小,加速度变大,故C错误;
D. 放置负电荷后物块从B到达A点的过程,电场力做功为零,摩擦力减小,做功减小,所以机械能变大,故D错误。
故选:AB