Question

如圖所示，在光滑絕緣水平面上的M、N兩點各放有一個電荷量分別為+q和+2q的完全相同的金屬球A、B．在某時刻，使A、B以相等的初動能E開始沿同一直線相向運動（這時它們的動量大小為P），若它們在碰撞過程中無機械能損失，碰后又各自返回．它們返回M、N兩點時的動能分別為E₁和E₂，動量大小分別為P₁和P₂，則下列結論正確的是（ ）

A．．E₁=E₂＞E，P₁=P₂＞P
B．．E₁=E₂=E，P₁=P₂=P
C．．碰撞一定發生在M、N連線中點的左側
D．．兩球不可能同時返回到M、N兩點

Answer 1

【答案】分析：當兩個完全相同的金屬小球相接觸時，若是同種電荷則是平均分配；若是異種電荷則是先中和再平均分配．
由動量觀點看，系統動量守恒，返回過程中電場力大于接近過程中電場力，根據動能關系求解．
由牛頓定律的觀點看，兩球的加速度大小始終相同，運用運動學知識求解．
解答：解：A、由動量觀點看，系統動量守恒，兩球的速度始終等值反向，也可得出結論：兩球必將同時返回各自的出發點，且兩球末動量大小和末動能一定相等．
從能量觀點看，兩球接觸后的電荷量都變為1.5q，在相同距離上的庫侖斥力增大，返回過程中電場力做的正功大于接近過程中克服電場力做的功，系統機械能必然增大，即末動能增大．故A正確，B錯誤．
C、由牛頓定律的觀點看，兩球的加速度大小始終相同，相同時間內的位移大小一定相同，必然在連線中點相遇，又同時返回出發點．故C錯誤，D錯誤．
故選A．
點評：本題考查對碰撞過程基本規律的理解和應用能力．碰撞過程的兩大基本規律：系統動量守恒和總動能不增加，常常用來分析碰撞過程可能的結果．