Question

4．如圖所示，絕緣粗糙斜面體固定在水平地面上，斜面所在空間存在平行于斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，輕彈簧一端固定在斜面頂端，另一端拴接一不計(jì)質(zhì)量的絕緣薄板．一帶正電的小滑塊，從斜面上的P點(diǎn)處由靜止釋放后，沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，并能壓縮彈簧至R點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），然后返回．則（　　）

• A． 滑塊從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)的過程中，其機(jī)械能增量等于電場(chǎng)力與彈簧彈力做功之和
• B． 滑塊從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)的過程中，電勢(shì)能的減小量大于重力勢(shì)能和彈簧彈性勢(shì)能的增加量之和
• C． 滑塊返回能到達(dá)的最低位置在P點(diǎn)的下方
• D． 滑塊最終停下時(shí)，克服摩擦力所做的功等于電勢(shì)能的減小量與重力勢(shì)能增加量之差

Answer 1

分析 先對(duì)滑塊進(jìn)行受力分析，然后結(jié)合滑塊的運(yùn)動(dòng)分析各個(gè)力做功的情況，以及能量轉(zhuǎn)化的方式，從而得出正確的結(jié)論．

解答 解：由題可知，小滑塊從斜面上的P點(diǎn)處由靜止釋放后，沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，說明小滑塊開始時(shí)受到的合力的方向向上，開始時(shí)小滑塊受到重力、電場(chǎng)力、斜面的支持力和摩擦力的作用；小滑塊開始?jí)嚎s彈簧后，還受到彈簧的彈力的作用．小滑塊向上運(yùn)動(dòng)的過程中，斜面的支持力不做功，電場(chǎng)力做正功，重力做負(fù)功，摩擦力做負(fù)功，彈簧的彈力做負(fù)功．在小滑塊開始運(yùn)動(dòng)到到達(dá)R點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做的功轉(zhuǎn)化為小滑塊的重力勢(shì)能、彈簧的彈性勢(shì)能以及內(nèi)能．
A、由以上的分析可知，滑塊從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)的過程中，其機(jī)械能增量等于電場(chǎng)力與彈簧彈力做功、摩擦力做功之和．故A錯(cuò)誤；
B、由以上的分析可知，電場(chǎng)力做的功轉(zhuǎn)化為小滑塊的重力勢(shì)能、彈簧的彈性勢(shì)能以及內(nèi)能，所以電勢(shì)能的減小量大于重力勢(shì)能和彈簧彈性勢(shì)能的增加量之和．故B正確；
C、小滑塊運(yùn)動(dòng)的過程中，由于摩擦力做功，小滑塊的機(jī)械能與電勢(shì)能的和逐漸減小，所以滑塊返回能到達(dá)的最低位置在P點(diǎn)的上方．故C錯(cuò)誤；
D、滑塊運(yùn)動(dòng)的過程中，由于摩擦力做功，小滑塊的機(jī)械能與電勢(shì)能的和逐漸減小，所以滑塊最終停下時(shí)，克服摩擦力所做的功等于電勢(shì)能的減小量與重力勢(shì)能增加量、彈性勢(shì)能增加量之差．故D錯(cuò)誤．
故選：B

點(diǎn)評(píng) 本題的關(guān)鍵要分析小滑塊的運(yùn)動(dòng)過程中，判斷外力對(duì)滑塊的做功情況，要逐個(gè)分析清楚，不能遺漏，特別是摩擦力的功．