Question

如圖所示，一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置，環(huán)心為O點(diǎn)，質(zhì)量為m的帶正電的小球從O點(diǎn)正上方h高的A點(diǎn)靜止釋放，并穿過帶電環(huán)，關(guān)于小球從A到關(guān)于O的對稱點(diǎn)A′過程加速度(a)、重力勢能(E_pG)、機(jī)械能(E)、電勢能(E_p電)隨位置變化的圖象一定錯(cuò)誤的是(取O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)且重力勢能為零，向下為正方向，無限遠(yuǎn)電勢為零)(　　)

Answer 1

D

本題考查學(xué)生對庫侖定律的理解與掌握，并要求學(xué)生應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律綜合分析力與運(yùn)動的關(guān)系，以及考查了重力勢能、機(jī)械能、電勢能等相關(guān)概念。
本題A選項(xiàng)主要是應(yīng)用牛頓第二定律，根據(jù)變化的庫侖力討論加速度的大小，當(dāng)向上的斥力與帶電小球的重力相等時(shí)，加速度a=0。當(dāng)小球在圓盤上方下落時(shí)，由于斥力向上且增大，加速度大小開始減小，若受到的最大斥力（帶電圓盤對在軸心的帶電小球的斥力最大出現(xiàn)在圓盤軸心上方某一位置）還是比重力還小時(shí)，加速度就不會為零，接下來因?yàn)橄蛏系某饬υ龃螅�加速度大小增大；�?dāng)小球在圓盤下方下落時(shí)，小球受到的重力與斥力都向下，且斥力先增大后減小，因此加速度大小先增大后減小。B選項(xiàng)根據(jù)E_PG="mgh" 很容易就得出。因?yàn)榉侵亓�即庫侖斥力先對小球做�?fù)功后對小球做正功，故機(jī)械能先減后增，即C可能正確，那么D的圖線說明庫侖力為恒力，這是不可能的，因此D不可能。