问题 选择题

质量为m、带电量为+q的物体处于竖直向上的匀强电场中,现将物体从距地面h高处以一定的初速度竖直下抛,物体以g/4的加速度匀加速下落,已知匀强电场的场强E=mg/4q.则物体从抛出到落到地面的过程中(  )

A.物体与周围空气组成的系统内能增加了

mgh
4

B.物体的机械能少

mgh
4

C.物体的重力势能减少mgh/4,电势能减少

mgh
4

D.物体的动能增加了

mgh
4

答案

A、物体克服除重力、电场力之外的其它力做多少功,系统的机械能和电势能的总和就减少多少,即物体和周围空气组成的系统的内能就增加多少,而mg-qE-F=ma,则F=mg-qE-ma=mg-

1
4
mg-
1
4
mg=
1
2
mg,故有物体克服除重力、电场力之外的其它力做的功W=
1
2
mgh,所以物体和周围空气组成的系统的内能增加
1
2
mgh.故A错误.

B、设物体所受的除重力之外的力的大小为f,mg-f=ma,则f=mg-ma=

3
4
mg,故物体机械能的减少量为△E=fh=
3
4
mgh,故B错误.

C、重力对物体所做的功等于物体重力势能的减少量,故物体重力势能的减少量△EP=mgh;电场力对物体所做的功等于电势能的减少量,故物体电势能的减少量△EP电=-qEh=-q×

mg
4q
×h=-
1
4
mgh,负号表示物体的电势能增加,故C错误.

D、根据牛顿第二定律可有F=ma=m×

1
4
g=
1
4
mg,根据动能定理有Fh=△EK,故有△EK=Fh=
1
4
mgh,即动能增加
1
4
mgh,故D正确.

故选D.

选择题
单项选择题