Question

如圖所示，在水平地面上固定一傾角為θ的光滑絕緣斜面，斜面處于電場強度大小為E、方向沿斜面向下的勻強電場中，一勁度系數為K的絕緣輕質彈簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態，一帶正電的滑塊從距離彈簧上端為X₀處靜止釋放，滑塊在運動過程中電荷量保持不變。彈簧始終處在彈性限度內，則下列說法正確的是

A．當滑塊的速度最大時，彈簧的彈性勢能最大

B．當滑塊的速度最大時，滑塊與彈簧系統的機械能最大

C．當滑塊剛碰到彈簧時速度最大

D．滑塊從接觸彈簧開始向下運動到最低點的過程中，滑塊的加速度先減小后增大

Answer 1

D

試題分析：帶正電的滑塊從斜面上滑下的過程中，沿斜面方向受到重力的分力和電場力，沿斜面向下勻加速，接觸彈簧后，受到向上的彈力，初始彈簧彈力小于，物體繼續加速，隨彈簧壓縮量變大彈力變大，合力變小加速度變小，此階段為加速度逐漸減小的加速運動，當彈簧彈力等于時，加速度等于0，滑塊不再加速，速度達到最大，選項C錯。此后彈力大于，滑塊開始減速，隨滑塊繼續向下，彈力增大加速度增大，該階段為加速度逐漸增大的減速運動直到減速大都0.彈簧的彈性勢能與彈簧形變量有關，形變量最大即速度等于0時彈性勢能最大選項A錯。滑塊和彈簧組成的系統除重力和彈簧彈力外還有電場力做正功，當滑塊減速到0時電場力做功最多，機械能最大，選項B錯。滑塊從接觸彈簧開始向下運動到最低點的過程中先是加速度逐漸減小的加速運動后是加速度逐漸增大的減速度運動，選項D對。