题目内容

如图,空间中存在方向竖直向下的匀强电场,一弹簧竖直固定于桌面,弹簧与桌面均绝缘且不带电,现将一带正电的物块轻轻放于弹簧上并处于静止状态,若将电场突然反向,已知物块受到的静电力小于其重力,则物块在第一次到达最高点前的速度时间图象可能是( )

A.
B.
C.
D.
【答案】分析:当电场方向改变后,物体先做向上的加速直线运动,由于弹簧的压缩量在减小,弹力减小,当减到F+qE=G,加速度为零,速度达到最大,此后由于惯性,物块继续上升,弹力继续减小,则F+qE<G,a增大,物体开始做减速,如果物体未脱离弹簧,则加速度就一直增大,速度减小,直到速度为零;如果脱离弹簧则先做加速度增大的减速运动,脱离后做加速度恒定的匀减速运动,直到速度为零.
解答:解:当电场方向竖直向下时,根据平衡可得:F=G+qE,反向后弹力和静电力加起来大于重力 物体加速上升,当物体受力平衡时有F+qE=G,加速度为零,速度达到最大;此后由于惯性,物块继续上升,弹力继续减小,则F+qE<G,a增大,物体开始做减速,如果物块整个向上运动过程始终没有离开弹簧,重力远大于电场力则A正确;
物体受力平衡时有F+qE=G,即F=G-qE>0,也就是说,物块速度最大时,所受弹力不为零,继而相上运动,弹力继续减小,a增大,但物体和弹簧不粘连,所以物块不会随着弹簧做加速度增大的减速运动,物体脱离弹簧后,这时没有弹簧这个变力了,加速度恒定,做匀减速运动,直到速度减小到零,此时是第一次到达最高点.所以B正确,CD错误;
故选AB.
点评:本题是带电体在复合场中的运动,关键是分清楚运动过程,及在每一段上做出正确受力分析,然后利用牛顿第二定律和力与运动关系即可轻松解决问题.
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