Question

如圖所示，質量分別為m₁和m₂的兩個小球A、B，帶等量異種電荷，通過絕緣輕彈簧連接，置于絕緣光滑的水平面上，當突然加一水平向右的勻強電場后，兩小球A、B將由靜止開始運動，則在以后的運動中，對兩個小球和彈簧所組成的系統（設整個過程中不考慮電荷之間的庫侖力作用且彈簧不超過彈性限度），以下說法中正確的是（　　）

A．因電場力分別對球A和球B做正功，故系統的機械能不斷增加

B．當小球所受的電場力與彈簧的彈力相等時，系統動能最大

C．A、B兩球分別做簡諧運動

D．當彈簧長度達到最大值時，系統的機械能最小

Answer 1

分析：當加上水平向右的勻強電場后，負電荷受到的電場力向左，正電荷受到的電場力向右，當電場力大于彈簧的彈力的時候，電荷做加速運動，當電場力小于彈簧的彈力的時候，電荷做減速運動，減小到零之后，正負電荷都開始反向運動．

解答：解：A、電場力分別對球A和球B做正功，電荷的電勢能減小，彈簧的彈性勢能增加，系統的總機械能不變，所以AD錯誤；
B、電場力大于彈簧的彈力時，合力對小球做正功，所以小球的動能增加，當小球所受的電場力與彈簧的彈力相等時，系統動能最大，所以B正確；
C、負電荷受到的電場力向左，正電荷受到的電場力向右，當電場力大于彈簧的彈力的時候，電荷做加速運動，當電場力小于彈簧的彈力的時候，電荷做減速運動，減小到零之后，正負電荷都開始反向運動，所以A、B兩球分別做簡諧運動，所以C正確；
故選BC．

點評：機械能指的是動能和勢能的總和，對于兩個小球和彈簧所組成的系統來說，勢能不僅是彈簧的彈性勢能，還包括電荷的電勢能．