Question

【题目】如图所示，轻质绝缘弹簧的上端固定，下端连接一带负电的小球，小球在竖直方向上下自由运动，当运动到最高点M时弹簧恰好处于原长。已知小球经过O点有向上的最大速度，此时突然施加一方向竖直向下的匀强电场，则对于在这种情况下小球从O点第一次向上运动到最高点N的过程，下列说法正确的是

A. N点的位置比M点的位置高

B. 小球的机械能逐渐减小

C. 小球的机械能与弹簧的弹性势能之和逐渐增大

D. 小球的电势能、重力势能与弹簧弹性势能之和逐渐增大

Answer 1

【答案】AC

【解析】小球向上运动的过程受重力、弹簧弹力和电场力作用，电场力方向向上，重力方向向下；小球向上运动的过程，在相同位置，弹簧弹力、重力不变，故做功情况有无电场都一样，电场力做正功，故小球可以到达M点，且在M点速度不为零，故N点的位置比M点的位置高，故A正确；小球从O到M运动过程电场力做正功，弹簧弹力做正功，故小球机械能逐渐增大；从M到N的过程，电场力做正功，弹簧弹力做负功，小球机械能变化不确定；故B错误；小球运动过程电场力做正功，故由能量守恒可得：小球的机械能与弹簧的弹性势能之和逐渐增大，故C正确；小球向上运动的过程受重力、弹簧弹力和电场力作用，故由动能定理可得：小球的电势能、重力势能、弹簧弹性势能之和的变化量即为小球动能变化量；无电场时，O点为平衡位置；施加电场后，平衡位置上移；那么，小球运动过程动能先增大后减小，那么，小球的电势能、重力势能、弹簧弹性势能之和先减小后增大，故D错误； 故选AC。