Question

如图所示，在粗糙绝缘的水平地面上放置一带正电的物体甲，现将另一个也带正电的物体乙沿着以甲为圆心的竖直平面内的圆弧由M点移动到N点，若此过程中甲始终保持静止，甲、乙两物体可视为质点，则下列说法正确的是

A. 甲对地面的压力先增大后减小

B. 甲受到地面的摩擦力大小不变

C. 甲受到地面的摩擦力先增大后减小

D. 乙的电势能先增大后减小

Answer

A

【解析】当质点乙由M点运动到最高点过程中，对物体甲受力分析，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；
当质点乙由最高点运动到N点的过程中，再次对物体甲受力分析，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：物体甲受到地面的支持力N先增大后减小，物体甲受到地面的摩擦力先减小后增大，故A正确，BC错误；质点乙对质点甲的静电力与质点乙的速度总是垂直，因而电场力不做功，则乙的电势能不变，故D错误；故选A．

点睛：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.