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如图所示,带等量异种电荷的两个小球A和B,质量相等,通过绝缘轻弹簧相连接,置于光滑的绝缘水平面上,当突然加一水平向右的匀强电场后,两小球将由静止开始运动,设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度,则对两个小球的弹簧组成的系统,在此后的运动过程中,以下说法正确的是(  )
分析:加电场后,A小球受到向左的电场力,B小球受到向右的电场力,电场力做正功,电势能减小,小球的动能和弹簧的弹性势能都变大,对每个小球而言,开始都做加速运动,当电场力与弹簧的弹力大小相等时,加速度为零,速度达到最大值,之后由于惯性继续运动,小球将减速,当速度为零时,弹簧伸长量最大,之后,小球反向运动.通过分析两球的运动情况,判断什么条件下系统的动能最大.
解答:解:A、加电场后,A小球受到向左的电场力,B小球受到向右的电场力,两小球远离过程中,电场力对两球都做正功,电势能都减小,小球的动能和弹簧的弹性势能都变大,系统机械能增加,当电场力与弹力大小相等时,两球的加速度为零,之后弹力大于电场力,小球将减速,当速度为零时,弹簧伸长量最大,之后,小球反向运动,电场力将对两球做负功,系统的机械能减小,故机械能先增大后减小,故A错误.
B、两个小球所受电场力等大反向,但存在电场力做功,故机械能不守恒,故B错误.
C、由上分析可知,弹簧长度达到最大,电势能转化为机械能的量最大,故C错误.
D、电场力与弹簧的弹力相等时,两小球加速度为零,速度最大,动能最大,故D正确.
故选:D.
点评:本题关键要明确两个小球的速度的变化情况,两小球都是先做加速度不断减小的加速运动,再做加速度不断变大的减速运动.
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