Question

如圖所示，一正點電荷位于O點，光滑絕緣桿MN豎直固定在其右側，O′點為桿上一點且與O點等高．質量為m的帶正電小球套在桿MN上，從桿上距O′點高為H的A點靜止釋放．若取O′點為重力勢能零點，小球相對O′點的位移為h．位移h、加速度a取向下為正方向，無限遠處電勢為零．小球從A運動到A′（A′與A關于O′對稱）過程中，加速度a、重力勢能E_PG、機械能E、電勢能E_P電隨位移h變化的圖象，可能正確的是（　　）

• A、
• B、
• C、
• D、

Answer 1

分析：根據小球的受力的變化特征分析加速度；根據重力勢能的表達式分析重力勢能的變化；根據電場力的做功情況，分析機械能的變化；根據電場力做功的變化情況，分析電勢能的變化情況．

解答：解：A、小球的加速度為小球的重力和庫侖力在豎直方向上的分力的合力，在O′上方庫侖力方向向上，在豎直方向上的分力在逐漸變小，故加速度向下變大，在O′下方庫侖力的方向向下，合力向下，加速度增大，故加速度一直向下增大，不可能為零，故A錯誤．
B、重力勢能E_PG=mgh，即E_PG與h呈線性關系，在O′上方E_PG隨h減小，在O′下方E_PG隨h增大，故B正確．
C、在O′上方庫侖力做負功，機械能減小，在O′下方庫侖力做正功，機械能增大，故C正確．
D、在O′上方庫侖力做負功，電勢能增加，但在豎直方向的分力越來越小，做功也越來越小，故電勢能增加越來越快，即不是線性變化的．故D錯誤
故選：BC．

點評：本題要能根據小球的受力情況分析加速度、分析各個力做功的情況，從而判斷重力勢能、機械能、和電勢能的變化情況．