题目内容

【题目】质量为m、电荷量为+q的可视为质点的小球与一个绝缘轻弹簧右侧相连,轻弹簧左侧固定在墙壁上,小球静止在光滑绝缘水平面上,且位于水平向右的x坐标轴的原点O处。当加入如图所示水平向右的匀强电场E后,小球向右运动的最远处为x=x0,空气阻力不计弹簧的弹性势能,下列说法正确的是(  )

A.轻弹簧的劲度系数k=

B.小球在x=0处与在x=x0处加速度相同

C.小球运动速度的最大值为

D.小球的动能与弹簧的弹性势能及电势能总和保持不变

【答案】CD

【解析】

A.加上电场后小球受力开始做简谐运动,平衡点的位置在O到x0的中点处,此时电场力等于轻弹簧的弹力,故弹簧劲度系数

故A错误;

B.在x=0处,由牛顿第二定律,则有

得

方向向右,而在x=x0处,由牛顿第二定律,则有

得

方向向左,故B错误;

C.当

时,即

时,速度最大,根据动能定理有

解得

故C正确;

D.运动过程中,存在弹簧的弹力与电场力做功,则小球电势能、动能互相转化,且总量保持不变,故D正确。

故选CD。

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