题目内容
如图3-2-12所示,一根轻质弹簧固定在一倾角为θ的光滑斜面底端的挡板上,空间存在竖直向下的匀强电场E.一带正电的小球在光滑斜面上由A点静止释放,到达B点时与弹簧粘在一起,在斜面上做简谐运动.在物体由C点运动到D点(C、D两点未在图上标出)的过程中,弹簧的弹性势能增加了3.0 J,物体的重力势能减少了5.0 J,则在这段过程中(弹簧不超过弹性限度)( )图3-2-12
A.当弹簧的弹力等于mgsinθ时,小球的动能最大
B.当小球的速率等于零时,小球的机械能一定最大
C.从C到D小球动能增加量大于2 J,D点的位置可能在平衡位置以上
D.从C到D小球动能增加量大于2 J,D点的位置可能在平衡位置以下
解析:小球从A点开始沿斜面向下做加速运动,在与弹簧粘在一起后加速度逐渐减小,速度仍然越来越大,当弹簧弹力F=(qE+mg)sinθ时加速度变为零,小球的速度达到最大值,即小球的动能最大.小球做简谐运动时,在靠近B点的最大位移处速度为零,但机械能不是最大.从C到D有:mgh+qEh-Ep弹=mv2-0,可知小球动能的增量一定大于2 J,但D点位置无法确定在平衡位置的上方还是下方.
答案:CD
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