Question

研究发现，某类微观带电粒子之间的相互作用力F与它们之间距离r的关系为：F=

0，0＜r＜r1 -F0，r1≤r≤r2 0，r＞r2

式中F₀为大于零的常量，负号表示引力．用U表示这类微观带电粒子间的势能，令U₀=F₀ （r₂-r₁），取无穷远为势能零点．下列U-r图象中正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

Answer 1

当r₁＜r＜r₂时，F=-F₀，说明带电粒子间存在引力，带电粒子间距离增大时，引力做负功，势能增大．
根据功能关系有：△U=F₀△r=F₀（r₂-r），即U_∞-U=F₀（r₂-r），U_∞=0，得到U=-F₀（r₂-r）．
   当r=r₁时，U=-F₀（r₂-r₁）=-U₀．当0＜r＜r₁时，F=0，说明带电粒子间没有作用力，粒子间距离变化时，势能不变，即有U=-U₀；
   当r＞r₂时，F=0，说明带电粒子间没有作用力，粒子间距离变化时，势能与无穷远处势能相等，U=0；
故选B