题目内容
【题目】如图所示，带电小球a由绝缘细线PM和PN悬挂而处于静止状态，其中PM水平，地面上固定一绝缘且内壁光滑的圆弧细管道GH，圆心P与a球位置重合，管道底端H与水平地面相切，一质量为m可视为质点的带电小球b从G端口由静止释放，当小球b运动到H端时对管道壁恰好无压力，重力加速度为g。在小球b由G滑到H过程中，下列说法中正确的是
A. 小球b机械能逐渐减小
B. 小球b所受库仑力大小始终为2mg
C. 小球b加速度大小先变大后变小
D. 细线PM的拉力先增大后减小
【答案】D
【解析】
A、小球b运动过程管道支持力和电场力不做功，故只有重力做功，那么机械能守恒，故A错误；
B、对小球b运动过程应用机械能守恒可得：
，由小球在H点时对管道壁恰好无压力，根据牛顿第二定律可得：
，所以小球b受到的库仑力
，方向竖直向上；又有库仑力
，所以，库仑力大小不变，故选项B错误；
C、设b与a的连线与水平方向的夹角为
，则有
，任意位置加速度为向心加速度和切向加速度合成，即
，下滑过程中从0增大
，可知小球b加速度一直变大，故选项C错误；
D、设PN与竖直方向的夹角为α，对球a受力平衡，在竖直方向可得
，在水平方向可得
，解得
，下滑过程中从0增大，细线PM的拉力先增大后减小，故选项D正确；
故选选项D。
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