Question

在水平絕緣地面上放置著質(zhì)量為m．帶電量為+q的物塊，在豎直方向上加一個向上的電場，場強E隨時間t的變化規(guī)律如圖所示，不考慮運動過程中受到的空氣阻力，重力加速度為g，從t=0開始釋放帶電物塊，在0～4t₀時間內(nèi)（　　）

A、在t₀時刻物塊動能最大

B、在2t₀時刻物塊的重力勢能最大

C、在3t₀時刻物塊的電勢能最大

D、在3t₀時刻物塊的機械能最大

Answer 1

分析：分析物塊在0～4t₀時間內(nèi)的運動情況：在0～t₀時間內(nèi)，物塊受到向上電場力，大小為F=1.5mg，物塊向上做加速度大小為0.5g的勻加速運動；在t₀～2t₀時間內(nèi)，物塊受到向上電場力，大小為F=0.5mg，物塊向上做加速度大小為0.5g的勻減速運動，2t₀時刻速度為零；在2t₀～3t₀時間內(nèi)，物塊受到向上電場力，大小為F=0.5mg，物塊向下做加速度大小為0.5g的勻加速運動；在3t₀～4t₀時間內(nèi)，物塊受到向上電場力，大小為F=1.5mg，物塊向下做加速度大小為0.5g的勻減速運動，4t₀時刻速度為零．根據(jù)速度的大小判斷動能的大小．當(dāng)物塊向上運動時，重力做負功，重力勢能增大，電場力做正功，電勢能減小．根據(jù)能量守恒定律分析機械能的變化．

解答：解：A、根據(jù)分析可知，物塊的運動情況：在0～t₀時間內(nèi)，向上做勻加速運動；在t₀～2t₀時間內(nèi)，向上做勻減速運動；在2t₀～3t₀時間內(nèi)，向下做勻加速運動；在3t₀～4t₀時間內(nèi)，向下做勻減速運動；可見，t₀時刻物塊的速度最大，其動能最大．故A正確．
    B、在2t₀時刻物塊離地面高度最大，其重力勢能最大．故B正確．
    C、當(dāng)物塊向上運動時，電場力做正功，電勢能減小，則物塊在0時刻和4t₀時刻電勢能最大．故C錯誤．
    D、根據(jù)能量守恒可知，物塊的電勢能與機械能的總量不變，在2t₀時刻物塊的電勢能最小，其機械能最大．故D錯誤．
故選AB

點評：本題是帶電粒子在電場中運動問題，關(guān)鍵是根據(jù)物塊的受力情況分析運動情況．