Question

17．如图所示，绝缘轻弹簧上端固定，下端拴着一带正电小球Q，Q在A处时弹簧处于原长状态，Q可在C处静止．若将另一带正电小球q固定在C正下方某处时，Q可在B处静止．现将Q从A处由静止释放，则Q从A运动到C处的过程中（　　）

• A． Q运动到C处时速率最大
• B． 加速度先减小后增大
• C． 小球Q的机械能不断减小
• D． Q、q及弹簧与地球组成的系统的势能不断减小

Answer 1

分析 Q从A运动到C处的过程中，当合力为零时速率最大，Q的合外力先减小后增大，加速度先减小到零后反向增大；根据功能关系判断小球Q的机械能如何变化；由功能关系判断Q、q弹簧与地球组成的系统的势能变化的情况．

解答 解：A、q在C正下方某处时，Q在B处所受的合力为零，速率最大，故A错误；
B、Q在B处加速度为零，则Q从A运动到B的过程中，加速度一直减小直到零．从B到C加速度反向增大，故B正确；
C、Q的机械能E等于Q的动能与重力势能之和，由功能关系有△E=W_弹+W_电，而弹簧的弹力一直做负功，即W_弹＜0，库仑力也一直做负功，即W_电＜0，则△E＜0，即Q的机械能不断减小，故C正确；
D、系统的势能E_p等于重力势能、电势能与弹性势能之和，根据能量守恒有△E_p+△E_k=0，由于Q的动能E_k先增大后减小，所以系统的势能先减小后增大，故D错误．
故选：BC

点评 解决本题的关键是要知道带电小球受力平衡时，合力为0，加速度为零，速度最大．还要知道几个功能关系：①知道电场力做功与电势能的关系；②重力做功与重力势能的关系；③弹力做功与弹性势能的关系；④除重力以外其它力做功与机械能的关系．