Question

7．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点共水平线．质量为m的带正电的小球套在杆MN上，从杆上距O′点高为H的A点由静止释放，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）随位置变化的图象可能正确的是（取O′点为坐标原点且重力势能为零，向下为正方向，无限远电势为零）（　　）

• 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、小球的加速度由小球的重力和库仑力在竖直方向上的分力的合力产生，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 本题关键要能根据小球的受力情况正确分析加速度、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．