Question

【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。现有一质量为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。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

Answer 1

【答案】D

【解析】

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。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：0=mv1-Mv2；qU=mv12+mv22；联立解得，．故C错误，D正确。故选D。