Question

如圖所示，絕緣彈簧的下端固定在光滑斜面底端，彈簧與斜面平行，帶電小球Q（可視為質點）固定在絕緣斜面上的M點，且在通過彈簧中心的直線ab上．現將與Q大小相同，帶電性也相同的小球P，從直線ab上的N點由靜止釋放，若兩小球可視為點電荷．在小球P與彈簧接觸到速度變為零的過程中，下列說法中正確的是（　　）

A．小球P的速度一定先增大后減小

B．小球P的機械能一定在減少

C．小球P速度最大時所受彈簧彈力和庫侖力的合力為零

D．小球P與彈簧系統的機械能一定增加

Answer 1

分析：本題中有庫侖力做功，機械能不守恒；機械能守恒是普遍遵守的定律；小球的速度變化可從受力與能量兩種觀點加以分析

解答：解：A、小球先沿斜面加速向下運動，后減速向下運動，當彈簧壓縮量最大時，小球靜止，故A正確
B、根據除了重力和彈力之外的力做功量度機械能的變化得
小球P除了重力和彈力之外的力做功還有彈簧的彈力和庫侖斥力做功，
開始彈簧的彈力和庫侖斥力的合力方向可能向上，也就是可能做負功，所以小球P的機械能可能增大，故B錯誤
C、小球P的速度一定先增大后減小，當p的加速度為零時，速度最大，
所以小球P速度最大時所受彈簧彈力、重力沿斜面向下的分力和庫侖力的合力為零，故C錯誤
D、根據能量守恒定律知，小球P的動能、與地球間重力勢能、與小球Q間電勢能和彈簧彈性勢能的總和不變，
因為在小球P與彈簧接觸到速度變為零的過程中，Q對P的庫侖斥力做正功，電勢能減小，所以小球P與彈簧系統的機械能一定增加，故D正確．
故選AD．

點評：注意機械能守恒的條件是只有重力或彈力做功，從能量轉化的角度講，只發生機械能間的相互件轉化，沒有其他形式的能量參與．