题目内容

【题目】质量为m、带电量为+q的物体处于竖直向上的匀强电场中,现将物体从距地面h高处以一定的初速度竖直下抛,物体以g/4的加速度匀加速下落,已知匀强电场的场强E=mg/4q.则物体从抛出到落到地面的过程中(

A. 物体与周围空气组成的系统内能增加了

B. 物体的机械能减少

C. 物体的重力势能减少,电势能减少

D. 物体的动能增加了

【答案】D

【解析】

物体克服除重力、电场力之外的其它力做多少功,系统的机械能和电势能的总和就减少多少,即物体和周围空气组成的系统的内能就增加多少,而mg-qE-F=ma,则F=mg-qE-ma=mg-mg-mg=mg,故有物体克服除重力、电场力之外的其它力做的功W=mgh,所以物体和周围空气组成的系统的内能增加mgh.故A错误。设物体所受的除重力之外的力的大小为fmg-f=ma,则f=mg-ma=mg,故物体机械能的减少量为E=fh=mgh,故B错误。重力对物体所做的功等于物体重力势能的减少量,故物体重力势能的减少量EP=mgh;电场力对物体所做的功等于电势能的减少量,故物体电势能的减少量,负号表示物体的电势能增加,故C错误。根据牛顿第二定律可有F=ma=m×g=mg,根据动能定理有Fh=EK,故有EK=Fh=mgh即动能增加mgh,故D正确。

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