Question

如圖所示，一半徑為R的均勻帶正電圓環水平放置，環心為O點，質量為m的帶正電的小球從O點正上方h高的A點靜止釋放，并穿過帶電環，關于小球從A到關于O的對稱點A′過程加速度(a)、重力勢能(E_pG)、機械能(E)、電勢能(E_p電)隨位置變化的圖象一定錯誤的是(取O點為坐標原點且重力勢能為零，向下為正方向，無限遠電勢為零)(　　)

Answer 1

D

本題考查學生對庫侖定律的理解與掌握，并要求學生應用牛頓運動定律綜合分析力與運動的關系，以及考查了重力勢能、機械能、電勢能等相關概念。
本題A選項主要是應用牛頓第二定律，根據變化的庫侖力討論加速度的大小，當向上的斥力與帶電小球的重力相等時，加速度a=0。當小球在圓盤上方下落時，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在圓盤軸心上方某一位置）還是比重力還小時，加速度就不會為零，接下來因為向上的斥力增大，加速度大小增大；當小球在圓盤下方下落時，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選項根據E_PG="mgh" 很容易就得出。因為非重力即庫侖斥力先對小球做負功后對小球做正功，故機械能先減后增，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。