Question

7．如圖所示，一帶負(fù)電的小金屬環(huán)套在粗糙絕緣細(xì)桿AB上，桿與水平面夾角為θ，桿的下方O點(diǎn)處固定一帶正電的點(diǎn)電荷，OA=OB．現(xiàn)使小環(huán)以初速度v₀從A點(diǎn)沿桿上滑，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，小環(huán)滑回A點(diǎn)時(shí)速度為v，下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 小環(huán)上滑過(guò)程中先勻加速再勻減速
• B． 小環(huán)上滑時(shí)間小于下滑時(shí)間
• C． 小環(huán)下滑過(guò)程中，減少的重力勢(shì)能等于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能
• D． 從A點(diǎn)出發(fā)到再回到A點(diǎn)的過(guò)程中，小環(huán)克服摩擦力做功等于小環(huán)損失的動(dòng)能

Answer 1

分析 小環(huán)上滑過(guò)程中所受的庫(kù)侖力是變化的，根據(jù)牛頓第二定律分析加速度的變化情況．根據(jù)平均速度關(guān)系，分析上滑與下滑時(shí)間關(guān)系．結(jié)合能量轉(zhuǎn)化和守恒定律分析．

解答 解：A、小環(huán)上滑過(guò)程中所受的庫(kù)侖力是變化的，合力是變化的，由牛頓第二定律知小環(huán)的加速度是變化的，不可能做勻變速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．
B、由于OA=0B，A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，對(duì)于上滑過(guò)程，電場(chǎng)力做功為零，由動(dòng)能定理得：-mgh-W_f=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$；即mgh+W_f=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$；下滑過(guò)程有：mgh-W_f=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，由此可得 v＜v₀，所以上滑過(guò)程的平均速度大于下滑過(guò)程的平均速度，因此小環(huán)上滑時(shí)間小于下滑時(shí)間，故B正確．
C、小環(huán)下滑過(guò)程中，電場(chǎng)力做功為零，所以電勢(shì)能變化量為零，則重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和動(dòng)能，所以小環(huán)下滑過(guò)程中，減少的重力勢(shì)能大于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．故C錯(cuò)誤．
D、從A點(diǎn)出發(fā)到再回到A點(diǎn)的過(guò)程中，重力和電場(chǎng)力做功均為零，由動(dòng)能定理得知，小環(huán)克服摩擦力做功等于小環(huán)損失的動(dòng)能，故D正確．
故選：BD

點(diǎn)評(píng) 本題的關(guān)鍵要明確能量有幾種形式，以及能量是如何轉(zhuǎn)化，根據(jù)物體與點(diǎn)電荷間距離的變化，分析電場(chǎng)力的變化情況，運(yùn)用功能關(guān)系進(jìn)行研究．