Question

如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F将小球向下压至某位置静止．现撤去F，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W₁和W₂，小球离开弹簧时速度为v，不计空气阻力，则上述过程中（ ）

A．小球与弹簧组成的系统机械能守恒
B．小球的重力势能增加W₁
C．小球的机械能增加W₁+mv²
D．小球的电势能减少W₂

Answer

图中电场力对小球做正功，电场力做的功等于电势能的减小量；重力做的功等于重力势能的减小量；小球机械能的增加量等于除重力外其余力做的功．
【解析】
A、由于电场力做正功，故小球与弹簧组成的系统机械能增加，机械能不守恒，故A选项错误；
B、重力做功是重力势能变化的量度，由题意知重力做负功，重力势能增加-w1，故B选项错误；
C、小球增加的机械能在数值上等于重力势能和动能的增量，即-W1+mv2，故C选项错误；
D、根据电场力做功是电势能变化的量度，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加，故D选项正确；
故选D．