Question

一道高中电学物理题

A . B两个带电小球相距2m，其质量分别为Ma=Mb/2=10kg，现把两小球放在光滑的水平绝缘平面上，使他们从静止开始在电场力的作用下相向运动。开始球A的加速度为a，经过一段时间后，球b的加速度也为a，此时Vb=3m/s，则这时两球相距（ ），此时A的加速度等于（ ），整个过程中，两个小球电势能减小了（ ）

请个一个解释。过程

Answer 1

初始时刻：A 质量10Kg 速度0m/s 加速度为a
B 质量20Kg 速度0m/s 加速度为a/2
相对距离为 2m

结束时刻：由于B的加速度为a，可知库伦力加倍，因此AB距离的平方减小两倍
此时AB距离为10除以根号2。

由作用力与反作用力原理，A的加速度始终为B的两倍，因此此时A的
加速度为 2a

由于A的加速度始终为B的两倍，所以A的速度增量也是B的两倍，即
此时A的速度为6m/s

电势能的减小量为两球动能的增加量 0.5*10*6^2+0.5*20*3^2

Answer 2

根据牛顿第二定律a=F/m 当B球加速度为a时,F相同,aA/aB=mB/mA=2 解得aA=2a
所以A球的加速度为2a
当两球距离为2m时,A球受到的静电力
F=(k*qA*qB)/r平方=k*10*20/2*2=你再算算吧
对于A球,质量m不变,加速度为2a,所受的静电力为2F
再由2F=k*10*20/r平方,解出r,这个r就是第一个空的结果了.
取两球为一个系统,系统受到的外力为0,静电力是内力,所以系统的动量守恒
mA*vA=mB*vB VA=mB*vB/mA=2*vB=6m/s
之后你分别算出这两个球的动能.相加起来.这增加的动能就是电势能的减少量了.理由是能量守恒定律.