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一个劲度系数为k,由绝缘材料制成的轻弹簧,一端固定,另一端与质量为m、带正电荷q的小球相连,静止在光滑绝缘水平面上.当加入如图所示的场强为E的匀强电场后,小球开始运动,下列
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一个劲度系数为k,由绝缘材料制成的轻弹簧,一端固定,另一端与质量为m、带正电荷q的小球相连,静止在光滑绝缘水平面上.当加入如图所示的场强为E的匀强电场后,小球开始运动,下列说法正确的是( )
A. 球的速度为零时,弹簧最长
B. 球作简谐振动,振幅为
C. 运动过程中,小球的机械能守恒
D. 运动过程中,小球的电势能和机械能相互转化
A. 球的速度为零时,弹簧最长
B. 球作简谐振动,振幅为
Eq |
k |
C. 运动过程中,小球的机械能守恒
D. 运动过程中,小球的电势能和机械能相互转化
▼优质解答
答案和解析
A、小球受到电场力向右运动,当运动到平衡位置时,电场力与弹簧的弹力大小相等,由胡克定律分析可知,弹簧伸长了
,此时小球速度的最大.此后,小球做减速运动,当小球的速度大于0时,弹簧最长;然后弹簧开始收缩,同理可知,当小球的速度再次为0时,弹簧最短(原长).所以球的速度为零时,弹簧是最长,或最短.故A错误;
B、小球做简谐运动,处于平衡位置时,电场力与弹簧的弹力平衡,弹簧伸长了
,
则振幅A=
.故B正确;
C、D、由题,水平面是光滑的,在运动过程中,小球的电势能、动能和弹簧的弹性势能互相转化,根据能量守恒定律可知,三者总量保持不变,小球的机械能不守恒.故C错误;故D正确.
故选:BD
qE |
k |
B、小球做简谐运动,处于平衡位置时,电场力与弹簧的弹力平衡,弹簧伸长了
qE |
k |
则振幅A=
qE |
k |
C、D、由题,水平面是光滑的,在运动过程中,小球的电势能、动能和弹簧的弹性势能互相转化,根据能量守恒定律可知,三者总量保持不变,小球的机械能不守恒.故C错误;故D正确.
故选:BD
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