Question

如图，空间中存在方向竖直向下的匀强电场，一弹簧竖直固定于桌面，弹簧与桌面均绝缘且不带电，现将一带正电的物块轻轻放于弹簧上并处于静止状态，若将电场突然反向，已知物块受到的静电力小于其重力，则物块在第一次到达最高点前的速度时间图象可能是（　　）

A．

B．

C．

D．

Answer 1

分析：当电场方向改变后，物体先做向上的加速直线运动，由于弹簧的压缩量在减小，弹力减小，当减到F_弹+qE=G，加速度为零，速度达到最大，此后由于惯性，物块继续上升，弹力继续减小，则F_弹+qE＜G，a增大，物体开始做减速，如果物体未脱离弹簧，则加速度就一直增大，速度减小，直到速度为零；如果脱离弹簧则先做加速度增大的减速运动，脱离后做加速度恒定的匀减速运动，直到速度为零．

解答：解：当电场方向竖直向下时，根据平衡可得：F_弹=G+qE，反向后弹力和静电力加起来大于重力 物体加速上升，当物体受力平衡时有F_弹+qE=G，加速度为零，速度达到最大；此后由于惯性，物块继续上升，弹力继续减小，则F_弹+qE＜G，a增大，物体开始做减速，如果物块整个向上运动过程始终没有离开弹簧，重力远大于电场力则A正确；
物体受力平衡时有F_弹+qE=G，即F_弹=G-qE＞0，也就是说，物块速度最大时，所受弹力不为零，继而相上运动，弹力继续减小，a增大，但物体和弹簧不粘连，所以物块不会随着弹簧做加速度增大的减速运动，物体脱离弹簧后，这时没有弹簧这个变力了，加速度恒定，做匀减速运动，直到速度减小到零，此时是第一次到达最高点．所以B正确，CD错误；
故选AB．

点评：本题是带电体在复合场中的运动，关键是分清楚运动过程，及在每一段上做出正确受力分析，然后利用牛顿第二定律和力与运动关系即可轻松解决问题．