题目内容
质量为m的带正电小球由空中A点无初速度自由下落,在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场,再经过t秒小球又回到A点。不计空气阻力且小球从未落地,则( )
A.整个过程中小球电势能减少了1.5 mg2t2
B.整个过程中机械能的增量为2 mg2t2
C.从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减少了mg2t2
D.从A点到最低点小球重力势能减少了2/3mg2t2
【答案】
BD
【解析】
试题分析:小球先做自由落体运动,后做匀减速运动,两个过程的位移大小相等、方向相反.设电场强度大小为E,加电场后小球的加速度大小为a,取竖直向下方向为正方向,则由
gt2=-(vt-
at2),又v=gt,解得 a=3g,则小球回到A点时的速度为v′=v-at=-2gt,整个过程中小球机械能的增量为
=2 mg2t2,故选项B正确;由牛顿第二定律得a=
,联立解得,qE=4mg,△ɛ=qE•
gt2=2mg2t2,故选项A错误;设从A点到最低点的高度为h,根据动能定理得mgh-qE(h-
gt2)=0,得,h=
gt2,A点到最低点小球重力势能减少了△Ep=mgh=2/3mg2t2,故选项D正确;从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减少了△Ek=
m(gt)2,故选项C错误。
考点:本题是带电粒子在匀强电场和重力场中的运动问题,考查牛顿第二定律、运动学规律和动能定理、功能关系的综合应用
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