Question

7．如圖所示，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場，水平放置的光滑絕緣細(xì)桿上套著一個(gè)質(zhì)量為m彈簧振子，從彈簧處于原長處A點(diǎn)由靜止釋放，在A和B之間做簡諧運(yùn)動(dòng)，振子小球帶負(fù)電，電量大小為q，某時(shí)刻振子以速度v向右經(jīng)過平衡位置O點(diǎn)．則分析正確的是（　�。�

• A． O、A兩點(diǎn)間電勢差U_OA=$\frac{m{v}^{2}}{2q}$
• B． 振子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中，振子的動(dòng)能和彈簧彈性勢能之和先變大后變小
• C． 振子從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)過程中，振子的電勢能和彈簧彈性勢能之和先變小后變大
• D． 如果振子向右經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)撤去電場，彈簧振子振幅變小

Answer 1

分析 OA間的電勢差可根據(jù)動(dòng)能定理求解．根據(jù)能量守恒定律分析能量的變化．振幅等于振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離．結(jié)合振幅的概念分析振幅的變化．

解答 解：A、從O到A過程，由動(dòng)能定理得：qU_OA+W_彈=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，由于彈力做正功，所以U_OA＜$\frac{m{v}^{2}}{2q}$，故A錯(cuò)誤．
B、由題意知平衡位置在O點(diǎn)，在O點(diǎn)，振子所受的電場力水平向右，振子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中，電場力做正功，電勢能減小，根據(jù)系統(tǒng)的能量守恒可知?jiǎng)幽芎蛷椈蓮椥詣菽苤�和一直變大，故B錯(cuò)誤．
C、振子從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)過程中，動(dòng)能先增大后減小，根據(jù)系統(tǒng)的能量守恒可知振子的電勢能和彈簧彈性勢能之和先變小后變大，故C正確．
D、未撤去電場時(shí)，振幅A=$\frac{qE}{k}$，如果振子向右經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)撤去電場，小球要繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，離新的平衡位置A的距離大于A，所以彈簧振子振幅變大，故D錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于簡諧運(yùn)動(dòng)，要準(zhǔn)確理解振幅的含義，運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律分析能量是如何轉(zhuǎn)化的．