Question

高二物理选择题求详解

在水平地面上 固定一倾角为的光滑绝缘斜 面，斜面处于电场强度大小 为E、方向沿斜面向下的匀强 电场中。一劲度系数为k的绝 缘轻质弹簧的一端固定在斜 面底端，整根弹簧处于自然 状态。一质量为m、带电量 为q（q>0）的滑块从距离弹 簧上端为xo处静止释放，滑块在运动道程中电量保持 不变。设滑块与弹簧接触过 程没有机械能损 失，弹簧始终处在弹性限度 内，重力加速度 大小为g。则 （ ） A．当滑块的速度最大时，弹 簧的弹性势能最大 B．当滑块的速度最大时，系 统的机械能最大C．当滑块的加速度最大时， 弹簧的弹性势能最大 D．当滑块的加速度最大时， 系统的机械能最大 答案是CD，请告诉我AB为什么错，CD为什么对
滑块压到最低时，加速度不是最小吗

Answer 1

首先你要能想象滑块下落的过程：①滑块从静止起，在重力与电场力的作用下加速下滑，直至触碰弹簧，此过程中滑块受力不变，加速度不变；②滑块开始触碰弹簧，滑块仍然加速，但由于受到弹簧沿斜面向上的作用力，滑块加速度开始减小，随着滑块下滑距离增大，弹簧的力越来越大，滑块的加速度减小至0（此时速度最大），而后加速度反向，速度开始减小，直至速度减小到0，速度开始反向，滑块上移。
A-速度最大时，下一时刻滑块仍然下移，弹簧仍将被压缩，故弹性势能仍将增大；
B-此题中系统的机械能只和电场力做的功有关，只要滑块下滑，电场力就做正功，速度最大时，滑块仍将下滑，故机械能仍将增大；
C-滑块的加速度沿斜面向上时，其加速度最大值出现在弹簧弹力最大时，此时即弹簧弹性势能最大（提示:可以证明滑块沿斜面向上的加速度最大值大于沿斜面向下加速度的最大值，此处不赘述）
D-滑块加速度最大时，即弹簧形变最大，滑块下滑到极致，此时电场力做最大正功，机械能最大。

Answer 2

A 当滑块的速度最大时，弹 簧弹力=（电场力+重力）sinθ,由于惯性，还没压到最下面，所以弹性势能不是最大
B 电场力做功最多时，机械能最大。当滑块的速度最大时，弹 簧弹力=（电场力+重力）sinθ,由于惯性，还没压到最下面，电场力还在做正功，所以机械能不是最大
CD 当滑块的加速度最大时，就是压到最底下时，经上面分析，弹性势能和机械能都最大。

补充：加速度减小到零后开始反向增大，最底下最大

Answer 3

这个问题是比较常见的类型题目。先解释一下C,D两个选项:在没有其它外力做功的情况下，机械能是守恒的。而此题中，小球下滑过程中，电场对其做功，也就是说电场做功最多的时候，机械能最大。也就是小球在最斜面最低端的时候，机械能最大。小球在最低端时候，弹簧被压缩的最大，所以弹簧弹性势能最大。

Answer 4

A、滑块沿斜面向下速度最大时，说明还可以向下运动，继续压缩弹簧，那么弹性势能还可以变大，所以此时不是最大。所以A错
B、整个系统内有动能、弹性势能、重力势能、电势能。前三者之和就是机械能，按照守恒思想，电势能转化为机械能最多的时候电势能最小，机械能最大，当电场力做功最多时电势能最小，即在电场方向上运动最大距离，压缩弹簧到最短位置时，弹性势能最大，机械能也最大，不是速度最大时是速度为0时，此时弹簧弹力最大，滑块的加速度最大，B错。
综合下，就是弹簧被压缩到最短的位置时系统的弹性势能最大（形变最大），而电势能最小，机械能最大

Answer 5

k