一道电学题
如图31-A-5所示,光滑绝缘的水平面上M、N两点各放一带电量分别是+q和+2q的完全相同的金属球A和B,给A和B以大小相等的初动能Ek0(此时动量大小均为p0),使其相...
如图31-A-5所示,光滑绝缘的水平面上M、N两点各放一带电量分别是+q和+2q的完全相同的金属球A和B,给A和B以大小相等的初动能Ek0(此时动量大小均为p0),使其相向运动,刚好发生碰撞,碰后返回M、N两点时动能分别是Ek1和Ek2,动量大小分别是p1和p2,则( )
①Ek1= Ek2> Ek0 ,p1= p2>p0
②Ek1= Ek2 = Ek0 ,p1= p2>p0
③碰撞发生在MN中点的左侧
④两球分别同时返回到M、N两点
A.①② B.③④
C.①④ D.②④ 展开
①Ek1= Ek2> Ek0 ,p1= p2>p0
②Ek1= Ek2 = Ek0 ,p1= p2>p0
③碰撞发生在MN中点的左侧
④两球分别同时返回到M、N两点
A.①② B.③④
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选C
分析:
给A和B以大小相等的初动能Ek0(此时动量大小均为p0),使其相向运动,刚好发生碰撞,这个过程电场力做负功。其大小为 F(库仑力)=kq*2q/S^2(S是当相距S时)
碰后返回,当距离S时,电场力大小为 F=k(3q/2)^2/S^2,因为碰撞时电荷要重新分布。而两个球是一模一样的,所以带同样电荷。
显然分离时的电场力大于接近时的(距离一样的情况下比较)。
前头说了“刚好发生碰撞,”,也就是说碰撞时速度为0,也就是电场力刚好抵消动能。
所以分离时的电场力比接近时大,做的正功肯定要多,所以后来的动能比一开始大。动能大,动量也大 。
毫无以为,碰撞点也在MN中点。因为两个球在减速过程的受力是一样的(虽然电荷不一样,但受的库仑力一样),初速度又一样,所以必定在中点相遇。两球分别同时返回到M、N两点 肯定 是对的。因为都是从0开始做一模一样的运动。
所以 1 4 正确 选C
注意此处不牵扯能量守恒问题。若问为什么后来动能比开始大是因为电力参与了做功。
分析:
给A和B以大小相等的初动能Ek0(此时动量大小均为p0),使其相向运动,刚好发生碰撞,这个过程电场力做负功。其大小为 F(库仑力)=kq*2q/S^2(S是当相距S时)
碰后返回,当距离S时,电场力大小为 F=k(3q/2)^2/S^2,因为碰撞时电荷要重新分布。而两个球是一模一样的,所以带同样电荷。
显然分离时的电场力大于接近时的(距离一样的情况下比较)。
前头说了“刚好发生碰撞,”,也就是说碰撞时速度为0,也就是电场力刚好抵消动能。
所以分离时的电场力比接近时大,做的正功肯定要多,所以后来的动能比一开始大。动能大,动量也大 。
毫无以为,碰撞点也在MN中点。因为两个球在减速过程的受力是一样的(虽然电荷不一样,但受的库仑力一样),初速度又一样,所以必定在中点相遇。两球分别同时返回到M、N两点 肯定 是对的。因为都是从0开始做一模一样的运动。
所以 1 4 正确 选C
注意此处不牵扯能量守恒问题。若问为什么后来动能比开始大是因为电力参与了做功。
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