Question

一個(gè)勁度系數(shù)為k，由絕緣材料制成的輕彈簧，一端固定，另一端與質(zhì)量為m、帶正電荷q的小球相連，靜止在光滑絕緣水平面上．當(dāng)加入如圖所示的場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，小球開始運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（ ）
A．球的速度為零時(shí)，彈簧最長(zhǎng)
B．球作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振幅為
C．運(yùn)動(dòng)過程中，小球的機(jī)械能守恒
D．運(yùn)動(dòng)過程中，小球的電勢(shì)能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化

Answer 1

【答案】分析：小球受到電場(chǎng)力向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)，電場(chǎng)力與彈簧的彈力大小相等，由胡克定律分析可知，彈簧伸長(zhǎng)了，此時(shí)小球速度的最大．圖示位置小球處于位移最大處，彈簧處于原長(zhǎng)，平衡位置時(shí)彈簧伸長(zhǎng)了，根據(jù)振幅是振動(dòng)物體離開平衡位置最大的距離，確定振幅的大�。�根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，分析彈簧最大的伸長(zhǎng)量，小球運(yùn)動(dòng)過程中小球的電勢(shì)能、動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，根據(jù)能量守恒定律分析總量變化情況．
解答：解：A、小球處于平衡位置時(shí)，電場(chǎng)力與彈簧的彈力平衡，彈簧伸長(zhǎng)了，此時(shí)小球的速度不是零，而是最大．故A錯(cuò)誤；
    B、圖示位置小球處于位移最大處，彈簧處于原長(zhǎng)，平衡位置時(shí)彈簧伸長(zhǎng)了，則振幅．故B正確；
    C、D、由題，水平面是光滑的，在運(yùn)動(dòng)過程中，小球的電勢(shì)能、動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能互相轉(zhuǎn)化，根據(jù)能量守恒定律可知，三者總量保持不變．故C錯(cuò)誤；故D正確．
故選：BD
點(diǎn)評(píng)：求解振幅關(guān)鍵找到最大位移處與平衡位置之間的距離來確定．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)常常利用對(duì)稱性和周期性分析物理量的變化．