Question

質(zhì)子和中子是由更基本的粒子即所謂“夸克”組成的．兩個(gè)強(qiáng)作用電荷相反（類似于正負(fù)電荷）的夸克在距離很近時(shí)幾乎沒有相互作用（稱為“漸近自由”）；在距離較遠(yuǎn)時(shí)，它們之間就會出現(xiàn)很強(qiáng)的引力（導(dǎo)致所謂“夸克禁閉”）．作為一個(gè)簡單的模型，設(shè)這樣的兩夸克之間的相互作用力F與它們之間的距離r的關(guān)系為：
式中F₀為大于零的常量，負(fù)號表示引力．用U表示夸克間的勢能，令U₀＝F₀(r₂—r₁)，取無窮遠(yuǎn)為勢能零點(diǎn)．下列U－r圖示中正確的是

Answer 1

B

【錯(cuò)解分析】本題產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因有三：一是不能夠通過題意獲得正確的信息；二是看不懂圖像的物理意義，其實(shí)就是不會讀圖；三是對做功和勢能之間的變化關(guān)系不清楚。
【正解】從無窮遠(yuǎn)處電勢為零開始到r = r₂位置，勢能恒定為零，在r = r₂到r = r₁過程中，恒定引力做正功，勢能逐漸均勻減小，即勢能為負(fù)值且越來越小，此部分圖像為A、B選項(xiàng)中所示；r＜ r₁之后勢能不變，恒定為－U₀，由引力做功等于勢能將少量，故U₀=F₀(r₂－r₁)。
【點(diǎn)評】電勢能是高中物理中比較難以理解的概念，理解時(shí)可以類比重力勢能，在分析電勢能的變化時(shí)，通過電場力做功去分析，比較簡單直觀，電場力做正功電勢能減少，反之電勢能增加。分析時(shí)還應(yīng)該注意零勢能面的選擇，它會影響到電勢能的大小、正負(fù)，充分理解電勢能的相對性。電場力做功、電勢能和電勢以及電荷量都有正負(fù)之分，要正確理解正負(fù)號的意義。