Question

如圖5-2-1所示,在光滑絕緣的水平直軌道上有兩個帶電小球a和b,a球質量為2m、電荷量為+q,b球質量為m、電荷量為+2q,兩球相距較遠且相向運動.某時刻a、b球的速度大小依次為v和1.5v,由于靜電斥力的作用,它們不會相碰.則下列表述正確的是(    )

圖5-2-1

A.兩球相距最近時,速度大小相等、方向相反

B.a球與b球所受的靜電斥力對兩球始終做負功

C.a球一直沿原方向運動,b球要反向運動

D.a、b兩球都要反向運動,但b球先反向

Answer 1

解析：以相互作用的a、b球視為系統,由于系統所受合外力為零,則系統的總動量守恒,總動量p=p₁-p₂=2mv-m×1.5v=0.5v,總動量方向與a的初速度v同向,向右.根據動量守恒,當a球速度減為零時,b球速度方向應向右,可見b球速度先反向,由于a、b間庫侖斥力作用最后兩者都將反向運動,D選項正確.與a、b球相距最近時,兩球速度相同,且方向都向右,A、C選項錯.a、b球所受的靜電斥力對兩球先做負功后做正功,B選項錯.

答案：D