Question

[物理-選修]：
如圖整個(gè)空間有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電小球開始靜止在光滑絕緣的水平支持面上，現(xiàn)用恒力水平向右拉它從A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，撤去拉力后小球經(jīng)歷相等的時(shí)間又由B回到A點(diǎn)，若取帶點(diǎn)小球在A點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則：
A．向右運(yùn)動(dòng)過程中，在B的左邊某一位置小球動(dòng)能等于勢(shì)能
B．向右運(yùn)動(dòng)過程中，在B的右邊某一位置小球動(dòng)能等于勢(shì)能
C．向左運(yùn)動(dòng)過程中，在B的右邊某一位置小球動(dòng)能等于勢(shì)能
D．向左運(yùn)動(dòng)過程中，在B的左邊某一位置小球動(dòng)能等于勢(shì)能．

Answer 1

【答案】分析：小球先做勻加速運(yùn)動(dòng)，撤去恒力后，小球做有往復(fù)的勻減速運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)過程的位移大小相等、方向相反，時(shí)間相等，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得到小球經(jīng)過A、B兩點(diǎn)的速度大小關(guān)系和加速度關(guān)系，根據(jù)動(dòng)能定理分析動(dòng)能的變化、由電場(chǎng)力分析電勢(shì)能的變化判斷A到B，動(dòng)能和電勢(shì)能能否相等．小球從右側(cè)速度為零的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A的過程中，動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，結(jié)合對(duì)稱性分析動(dòng)能和電勢(shì)能是否相等．
解答：解：設(shè)撤去恒力時(shí)小球速度大小為v₁，到達(dá)A點(diǎn)的速度大小為v₂，恒力大小為F₁，電場(chǎng)力大小為F₂，小球的質(zhì)量為m．由題有
   =-，得v₂=2v₁，
根據(jù)動(dòng)量定理得：（F₁-F₂）t=mv₁，-F₂t=m（-v₂-v₁），比較兩式得，
F₁：F₂=4：3
A、在A到B的過程中，由動(dòng)能定理得：（F₁-F₂）x=F₂x=E_K，F(xiàn)₂x=E_p，可見，在此過程中，動(dòng)能小于電勢(shì)能．故A錯(cuò)誤．
B、在B到最右端的過程中，電場(chǎng)力繼續(xù)做負(fù)功，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，則動(dòng)能小于電勢(shì)能．故B錯(cuò)誤．
C、根據(jù)對(duì)稱性可知，從最右端到B的過程中，動(dòng)能小于電勢(shì)能．故C錯(cuò)誤．
D、從B到A的過程中，動(dòng)能增大，而電勢(shì)能減小到零，則動(dòng)能與電勢(shì)能可以相等．故D正確．
故選D
點(diǎn)評(píng)：本題難點(diǎn)是分析兩個(gè)過程的速度和恒力、電場(chǎng)力的關(guān)系，分析合力做功、電場(chǎng)力做功大小分析動(dòng)能與電勢(shì)能的關(guān)系，難度較大．