19.如圖所示,質(zhì)量分別為mA和mB(mA>mB)的兩個(gè)小球A、B,帶有等量異種電荷,通過絕緣彈簧相連接,靜止于絕緣光滑水平面上,現(xiàn)沿AB方向施加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),兩小球A、B將由靜止開始向相反方向運(yùn)動(dòng),在彈簧伸長(zhǎng)的過程中,以下說法正確的是的(彈簧不超過彈性限度且不考慮電荷間的庫侖力)( 。
A.電場(chǎng)力對(duì)兩小球做功的功率一直增大
B.彈簧彈力對(duì)兩小球做功的功率均先增大后減小
C.當(dāng)彈簧彈力與電場(chǎng)力大小相等時(shí),兩小球的動(dòng)能之和最大
D.因A、B兩小球所受電場(chǎng)力等大反間,故兩小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能不變

分析 加電場(chǎng)后,A小球受到向左的電場(chǎng)力,B小球受到向右的電場(chǎng)力,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,小球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能都變大,對(duì)每個(gè)小球而言,開始都做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)電場(chǎng)力與彈簧的彈力大小相等時(shí),加速度為零,速度達(dá)到最大值,之后由于慣性繼續(xù)運(yùn)動(dòng),小球?qū)p速,當(dāng)速度為零時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量最大,之后,小球反向運(yùn)動(dòng).通過分析兩球的運(yùn)動(dòng)情況,分析速度的變化,從而判斷功率和什么條件下系統(tǒng)的動(dòng)能最大.

解答 解:A、加電場(chǎng)后,A小球受到向左的電場(chǎng)力,B小球受到向右的電場(chǎng)力,兩小球遠(yuǎn)離過程中,兩球先加速后減小,由公式P=Fv=qEv知電場(chǎng)力對(duì)兩小球做功的功率先增大后減小,故A錯(cuò)誤.
B、彈簧的彈力一直增大,但速度先增大后減小到零,所以由公式P=Fv知,彈簧彈力對(duì)兩小球做功的功率均先增大后減小
C、開始時(shí)電場(chǎng)力大于彈力,兩球加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)電場(chǎng)力與彈力大小相等時(shí),兩球的加速度為零,之后彈力大于電場(chǎng)力,小球?qū)p速,當(dāng)速度為零時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量最大,則當(dāng)電場(chǎng)力與彈簧的彈力相等時(shí),兩小球加速度為零,速度最大,動(dòng)能最大,故C正確.
D、由于電場(chǎng)力將對(duì)兩球做正功,系統(tǒng)的機(jī)械能增大,故D錯(cuò)誤.
故選:BC.

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要明確兩個(gè)小球的速度的變化情況,兩小球都是先做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng),再做加速度不斷變大的減速運(yùn)動(dòng).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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