如圖9所示,在水平地面上固定一傾角為θ的光滑絕緣斜面,斜面處于電場強(qiáng)度大小為E、方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場中。一勁度系數(shù)為k的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端,整根彈簧處于自然狀態(tài)。一質(zhì)量為m、帶電荷量為q(q>0)的滑塊從距離彈簧上端為x0處靜止釋放,滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中電荷量保持不變。設(shè)滑塊與彈簧接觸過程沒有機(jī)械能損失,彈簧始終處在彈性限度內(nèi),重力加速度大小為g,則( )
A.當(dāng)滑塊的速度最大時(shí),彈簧的彈性勢能最大
B.當(dāng)滑塊的速度最大時(shí),系統(tǒng)的機(jī)械能最大
C.當(dāng)滑塊的加速度最大時(shí),彈簧的彈性勢能最大
D.當(dāng)滑塊的加速度最大時(shí),系統(tǒng)的機(jī)械能最大
圖9
選CD 滑塊接觸彈簧后,彈力逐漸增大,滑塊先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),再做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度為零時(shí),速度最大,此時(shí)彈簧還沒壓縮到最短,故彈性勢能不是最大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)重力以外的力做功量度了機(jī)械能的變化,在向下運(yùn)動(dòng)過程中,電場力做正功,機(jī)械能在增大,運(yùn)動(dòng)到速度為零時(shí),電場力做功最多,機(jī)械能最大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)速度為零時(shí),加速度最大,此時(shí)彈簧壓縮到最短,故彈性勢能最大,電場力做功最多,故機(jī)械能最大,C、D正確。
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