题目内容
【题目】如图所示,竖直向上的匀强电场中,一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上,上端连接一带正电小球,小球静止时位于N点且弹簧恰好处于原长状态。保持小球的电荷量不变,现将小球提高到M点再由静止释放。则释放后,小球从M运动到N的过程中( )
A.小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变
B.小球运动的速度先增大后减小
C.弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量
D.小球重力势能的减少量等于小球电势能的增加量
【答案】CD
【解析】
小球静止时位于N点且弹簧恰好处于原长状态,可知小球所受的重力与电场力等大反向;
A.小球从M运动到N的过程中,由于有电场力做功,故小球和弹簧系统的机械能不守恒,小球的机械能与弹簧的弹性势能之和是改变的,故A错误;
B.释放后小球从M运动到N过程中,合力等于弹簧的拉力,做正功,故动能一直增加,即球一直加速,故B错误;
C.释放后小球从M运动到N过程中,重力和电场力平衡,等效与只有弹簧弹力做功,故弹簧弹性势能和球动能之和保持不变,即弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量,故C正确;
D.重力做功等于重力势能的减小量,克服电场力做功等于电势能的增加量,重力和电场力平衡,故小球重力势能的减少量等于小球电势能的增加量,故D正确;
故选CD。
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