题目内容

13.如图所示,弹簧处于原长,A、B为关于O对称的两个位置,现在使小球带上负电,并让小球从B点静止释放,那么下列说法正确的是(  )
A.小球仍然能在A、B做简谐运动,O点是其平衡位置
B.小球从B运动到A的过程中,动能一定先增大后减小
C.小球不可能再做简谐运动
D.小球从B点运动到A点,其动能的增加量一定等于电势能的减小量

分析 对小球受力分析,求出小球受到的合外力表达式,根据简谐运动的条件明确是否能做简谐运动;根据功能关系明确能量转化的方向;

解答 解:A、小球在匀强电场中受到水平向左的电场力,设该电场力大小为F0,小球合力为零的位置应该在O点左侧,设为01,O1、O之间的距离为x0,弹簧的劲度系数为k,则有:
F0=kx0;取水平向右为正方向,当小球从O1向右运动x时,回复力F=-F0+K(x0-x)=-kx,所以小球会以O1点为平衡位置做简谐运动,故AC错误;
B、O1点有可能在A点左侧也可能在右侧;故因为不知道A点与平衡位置O1点的位置关系,所以不能确定小球从B到A过程中动能如何变化,故C错误;
D、小球在运动过程中,动能、弹性势能和电势能之和保持不变,小球从B点运动到A点,AB两点的弹性势能相同,故其动能的增量一定等于电势能的减小量,故D正确;
故选:D.

点评 本题考查简谐运动的判断,要注意根据回复力的公式进行判断;因为电场力与重力类似,故本题类似与竖直方向的弹簧的简谐振动,可以借鉴其研究方法.

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