题目内容

【题目】一光滑、绝缘的半球壳固定在绝缘水平面上,球壳半径为R,在球心O处固定一个带正电的点电荷,一个带负电荷的小物块(物块可视为质点)静止在球壳的顶端A。现在小物块受到轻微扰动从右侧下滑,已知物块静止在A点时,对球壳的压力大小是物块重力大小的2倍,P点在球面上。则

A. 物块沿球面运动的过程中机械能增大

B. 物块沿球面运动的过程中机械能不变

C. 若物块恰好在P点离开球面,则物块的速度大小为

D. 若物块恰好在P点离开球面,则物块的速度大小为

【答案】BC

【解析】物块沿球面运动的过程中,库仑力指向球心,则库仑力不做功,只有重力做功,则物块的机械能不变,选项A错误,B正确;设OP与竖直方向夹角为θ,则当将要离开球面时所受球面的支持力为零,则由牛顿第二定律可知;因在最高点时对球壳的压力大小是物块重力大小的2倍,可知F=mg;由机械能守恒定律:,联立解得:,故选项C正确,D错误;故选BC.

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