Question

1．如圖所示，輕彈簧上端固定，下端拴著一帶正電小球Q，Q在O處時彈簧處于原長狀態，Q可在O₁處靜止．若將另一帶正電小球q固定在O₁正下方某處時，Q可在O₂處靜止．現將Q從O處由靜止釋放，則Q從O運動到O₁處的過程中（　　）

• A． Q運動到O₁處時速率最大
• B． 加速度先減小后增大
• C． 機械能不斷減小
• D． Q、q彈簧與地球組成的系統的勢能不斷減小

Answer 1

分析 從靜止釋放，當合力為零時速率最大；
Q第一次從O運動到O₁的過程中，合外力先減小后增大，加速度先減小到零后反向增大；
根據機械能守恒條件判斷；
由功能關系判斷Q、q彈簧與地球組成的系統的勢能變化的情況．

解答 解：A、q在O₁正下方某處時，Q在O₂處受力平衡，速率最大，故A錯誤；
B、Q在O₂處加速度為零，Q第一次從O運動到O₁的過程中加速度先減小到零后反向增大，故B正確；
C、Q的機械能E等于Q的動能與重力勢能之和，由功能關系有△E=W_彈+W_電，而彈簧彈力一直做負功，即W_彈＜0，庫侖力也一直做負功，即W_電＜0，則△E＜0，即Q的機械能不斷減小，故C正確；
D、系統的勢能E_p等于重力勢能、電勢能與彈性勢能之和，根據能量守恒有△E_p+△E_k=0，由于Q的動能E_k先增大后減小，所以系統的勢能先減小后增大，故D錯誤．
故選：BC．

點評 解決本題的關鍵是要知道帶電小球受力平衡時，合力為0，加速度為零，速度最大．還要知道幾個功能關系：①知道電場力做功與電勢能的關系；②重力做功與重力勢能的關系；③彈力做功與彈性勢能的關系；④除重力以外其它力做功與機械能的關系．