题文
如图所示,一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧,左端固定,右端与质量为m、带电荷量为+q的小球相连,静止在光滑、绝缘的水平面上.在施加一个场强为E、方向水平向右的匀强电场后,小球开始做简谐运动,那么( )
A.小球到达最右端时,弹簧的形变量为
B.小球做简谐运动的振幅为
C.运动过程中小球的机械能守恒D.运动过程中小球的电势能和弹簧的弹性势能的总量不变
题型:未知 难度:其他题型
答案
A
解析
A、B、小球做简谐运动,在平衡位置,有kA=qE解得A=qE/k小球到达最右端时,弹簧的形变量为2倍振幅,即2A=2qE/k,故A正确,B错误;C、小球运动过程中有电场力做功,故机械能不守恒,故C错误;D、小球运动过程中有电场力和弹簧弹力做功,故对于弹簧和小球系统,电势能和重力势能以及动能总量守恒,故D错误;故选A.
点评:本题关键在于小球做简谐运动,运用简谐运动的对称性和动能定理进行列式分析即可
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,一根用绝缘材料制成的劲度系数为.....”主要考查你对 [简谐运动的概念 ]考点的理解。
简谐运动的概念
简谐运动:
1、机械振动的定义:物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振动,简称振动。
2、简谐运动的定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的复力的作用下振动简谐运动是最简单,最基本的机械振动叫做简谐运动。
3、简谐运动的特征:回复力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置。简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大。
4、简谐运动的判定:要判定一个物体的运动是简谐运动,首先要判定这个物体的运动是机械振动,即看这个物体是不是做的往复运动;看这个物体在运动过程中有没有平衡位置;看当物体离开平衡位置时,会不会受到指向平衡位置的回复力作用,物体在运动中受到的阻力是不是足够小。然后再找出平衡位置并以平衡位置为原点建立坐标系,再让物体沿着x轴的正方向偏离平衡位置,求出物体所受回复力的大小,若回复力为F=-kx,则该物体的运动是简谐运动。


