(2011?泰州一模)如圖所示的xOy坐標系中,x軸上固定一個點電荷Q,y軸上固定一根光滑絕緣細桿(細桿的下端剛好在坐標原點D處),將一個套在桿上重力不計的帶電圓環(huán)(視為質點)從桿上P處由靜止釋放,圓環(huán)從O處離開細桿后恰好繞點電荷Q做圓周運動.下列說法正確的是( 。
分析:根據(jù)動能定理,通過合力做功情況判斷動能的變化,根據(jù)所受合力的變化判斷加速度的變化.圓環(huán)離開細桿后做圓周運動,靠庫倫引力提供向心力.
解答:解:A、圓環(huán)從P運動到O的過程中,只有庫侖引力做正功,根據(jù)動能定理知,動能一直增大,則速度一直增大.故A正確.
B、圓環(huán)從P運動到O的過程中,受庫侖引力,桿子的彈力,庫侖引力沿桿子方向上的分力等于圓環(huán)的合力,滑到O點時,所受的合力為零,加速度為零.故B錯誤.
C、根據(jù)動能定理得,qU=
1
2
mv2
,根據(jù)牛頓第二定律得,k
Qq
r2
=m
v2
r
,聯(lián)立解得k
Q
r2
=
2U
r
,可知圓環(huán)仍然可以做圓周運動.若增大高度,知電勢差U增大,庫侖引力與所需向心力不等,不能做圓周運動.故C正確,D錯誤.
故選AC.
點評:本題考查了動能定理、牛頓第二定律,綜合性較強,對學生的能力要求較高,關鍵需理清圓環(huán)的運動情況,知道圓環(huán)的合力變化.
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