Question

如图所示，一正点电荷位于O点，光滑绝缘杆MN竖直固定在其右侧，O′点为杆上一点且与O点等高．质量为m的带正电小球套在杆MN上，从杆上距O′点高为H的A点静止释放．若取O′点为重力势能零点，小球相对O′点的位移为h．位移h、加速度a取向下为正方向，无限远处电势为零．小球从A运动到A′（A′与A关于O′对称）过程中，加速度a、重力势能E_PG、机械能E、电势能E_P电随位移h变化的图象，可能正确的是（　　）

• A、
• B、
• C、
• D、

Answer 1

分析：根据小球的受力的变化特征分析加速度；根据重力势能的表达式分析重力势能的变化；根据电场力的做功情况，分析机械能的变化；根据电场力做功的变化情况，分析电势能的变化情况．

解答：解：A、小球的加速度为小球的重力和库仑力在竖直方向上的分力的合力，在O′上方库仑力方向向上，在竖直方向上的分力在逐渐变小，故加速度向下变大，在O′下方库仑力的方向向下，合力向下，加速度增大，故加速度一直向下增大，不可能为零，故A错误．
B、重力势能E_PG=mgh，即E_PG与h呈线性关系，在O′上方E_PG随h减小，在O′下方E_PG随h增大，故B正确．
C、在O′上方库仑力做负功，机械能减小，在O′下方库仑力做正功，机械能增大，故C正确．
D、在O′上方库仑力做负功，电势能增加，但在竖直方向的分力越来越小，做功也越来越小，故电势能增加越来越快，即不是线性变化的．故D错误
故选：BC．

点评：本题要能根据小球的受力情况分析加速度、分析各个力做功的情况，从而判断重力势能、机械能、和电势能的变化情况．