题目内容

【题目】如图所示,A、B、O、C为在同一竖直平面内的四点,其中A、B、O沿同一竖直线,B、C同在以O为圆心的圆周(用虚线表示)上,沿AC方向固定有一光滑绝缘细上,在O点固定放置一带负电的小球.现有两个质量和电荷量都相同的带正电的小球a、b,先将小球a穿在细杆上,让其从A点由静止开始沿杆下滑,后使小球b从A点由静止开始沿竖直方向下落.两带电小球均可视为点电荷,则下列说法中正确的是( )

A.从A点到C点,小球a做匀加速运动
B.小球a在C点的动能大于小球b在B点的动能
C.从A点到C点,小球a的机械能先增加后减小,但机械能与电势能之和不变
D.从A点到C点电场力对小球a做的功大于从A点到B点电场力对小球b做的功

【答案】B,C
【解析】解:A、从A到C点,小球受到重力、静电引力、弹力作用,静电引力为变力,故合力为变力,加速度是变化的,做的是非匀加速运动,故A错误;
B、由于圆周为等势面,故小球从A到C和A到B电场力做功相等.根据动能定理得:
小球a mghAB+W静电=Eka
小球b mghAC+W静电=Ekb
由于a球下降的高度较大,故a球的动能较大,故B正确;
C、除重力外的其余力(即电场力)做的功等于机械能的增加量,由于电场力先做正功,后做负功,故机械能先增加,后减小,故C正确;
D、由于圆周为等势面,故小球从A到C和A到B电场力做功相等,故D错误;
故选:BC.
【考点精析】解答此题的关键在于理解功能关系的相关知识,掌握当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒;重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E p1 -E p2;合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W =E k2 -E k1 (动能定理);除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:W F =E 2 -E 1,以及对动能定理的综合应用的理解,了解应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷.

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