Question

如图，在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带负电，另一带正电的物体B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q，若此过程中A始终保持静止，A、B两物体可视为质点且只考虑它们之间有库仑力的作用，则下列说法正确的是（　　）

A．物体A受到地面的支持力先增大后减小

B．物体B在A电场中的电势能保持不变

C．物体A受到地面的摩擦力先减小后增大

D．库仑力对物体B先做正功后做负功

Answer 1

分析：解答本题应掌握：质点B从p到最高点过程与从最高点到q过程中，质点A一直处于平衡状态，由共点力平衡条件可以分析出其所受各个力的变化情况；A对B的静电力一直与B的速度方向垂直，故一直不做功．

解答：解：当质点B由p点运动到最高点的过程中，对物体A受力分析，如图，受重力G、地面的支持力N、摩擦力f以及静电力F；

将静电力正交分解，由共点力平衡条件得到：
Fsinθ-f=0       ①
N-Fcosθ-mg=0    ②
由①②两式可解得：
N=mg+Fcosθ；
f=Fsinθ；
其中G与F不变，θ逐渐减小为零，因而支持力N逐渐变大，f逐渐变小；
当质点B由最高点运动到Q点的过程中，再次对物体A受力分析，如下图，受重力G、地面的支持力N、摩擦力f以及静电力F；

将静电力正交分解，由共点力平衡条件得到：
Fsinθ-f=0      ③
N-Fcosθ-mg=0   ④
由③④两式可解得：
N=mg+Fcosθ；
f=Fsinθ；
其中G与F不变，θ由零逐渐增大，因而支持力N逐渐变小，f逐渐变大；
综合以上两个过程可知：物体A受到地面的支持力N先增大后减小，物体A受到地面的摩擦力先减小后增大，故AC正确；
质点A对质点B的静电力与质点B的速度总是垂直，因而其瞬时功率一直为零，由W=Pt，A对B不做功，则物体B在A电场中的电势能保持不变，故B正确，D错误；
故选：ABC．

点评：本题关键对物体受力分析后，运用共点力平衡条件求解，关于静电力的功，由于是变力，不能用W=FScosα，要选择公式W=Pt！