Question

[物理-选修]：
如图整个空间有水平向左的匀强电场，带电小球开始静止在光滑绝缘的水平支持面上，现用恒力水平向右拉它从A运动到B点，撤去拉力后小球经历相等的时间又由B回到A点，若取带点小球在A点的电势能为零，则：
A．向右运动过程中，在B的左边某一位置小球动能等于势能
B．向右运动过程中，在B的右边某一位置小球动能等于势能
C．向左运动过程中，在B的右边某一位置小球动能等于势能
D．向左运动过程中，在B的左边某一位置小球动能等于势能．

Answer 1

【答案】分析：小球先做匀加速运动，撤去恒力后，小球做有往复的匀减速运动，两个过程的位移大小相等、方向相反，时间相等，根据运动学公式可得到小球经过A、B两点的速度大小关系和加速度关系，根据动能定理分析动能的变化、由电场力分析电势能的变化判断A到B，动能和电势能能否相等．小球从右侧速度为零的点运动到A的过程中，动能增大，电势能减小，结合对称性分析动能和电势能是否相等．
解答：解：设撤去恒力时小球速度大小为v₁，到达A点的速度大小为v₂，恒力大小为F₁，电场力大小为F₂，小球的质量为m．由题有
   =-，得v₂=2v₁，
根据动量定理得：（F₁-F₂）t=mv₁，-F₂t=m（-v₂-v₁），比较两式得，
F₁：F₂=4：3
A、在A到B的过程中，由动能定理得：（F₁-F₂）x=F₂x=E_K，F₂x=E_p，可见，在此过程中，动能小于电势能．故A错误．
B、在B到最右端的过程中，电场力继续做负功，动能减小，电势能增大，则动能小于电势能．故B错误．
C、根据对称性可知，从最右端到B的过程中，动能小于电势能．故C错误．
D、从B到A的过程中，动能增大，而电势能减小到零，则动能与电势能可以相等．故D正确．
故选D
点评：本题难点是分析两个过程的速度和恒力、电场力的关系，分析合力做功、电场力做功大小分析动能与电势能的关系，难度较大．