Question

【題目】如圖所示，輕質絕緣彈簧的上端固定，下端連接一帶負電的小球，小球在豎直方向上下自由運動，當運動到最高點M時彈簧恰好處于原長。已知小球經過O點有向上的最大速度，此時突然施加一方向豎直向下的勻強電場，則對于在這種情況下小球從O點第一次向上運動到最高點N的過程，下列說法正確的是

A. N點的位置比M點的位置高

B. 小球的機械能逐漸減小

C. 小球的機械能與彈簧的彈性勢能之和逐漸增大

D. 小球的電勢能、重力勢能與彈簧彈性勢能之和逐漸增大

Answer 1

【答案】AC

【解析】小球向上運動的過程受重力、彈簧彈力和電場力作用，電場力方向向上，重力方向向下；小球向上運動的過程，在相同位置，彈簧彈力、重力不變，故做功情況有無電場都一樣，電場力做正功，故小球可以到達M點，且在M點速度不為零，故N點的位置比M點的位置高，故A正確；小球從O到M運動過程電場力做正功，彈簧彈力做正功，故小球機械能逐漸增大；從M到N的過程，電場力做正功，彈簧彈力做負功，小球機械能變化不確定；故B錯誤；小球運動過程電場力做正功，故由能量守恒可得：小球的機械能與彈簧的彈性勢能之和逐漸增大，故C正確；小球向上運動的過程受重力、彈簧彈力和電場力作用，故由動能定理可得：小球的電勢能、重力勢能、彈簧彈性勢能之和的變化量即為小球動能變化量；無電場時，O點為平衡位置；施加電場后，平衡位置上移；那么，小球運動過程動能先增大后減小，那么，小球的電勢能、重力勢能、彈簧彈性勢能之和先減小后增大，故D錯誤； 故選AC。