Question

如圖所示，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、帶電量為+q，b球質量為m、帶電量為+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．則下列敘述正確的是（　　）

A．兩球相距最近時，速度大小相等、方向相反

B．a球和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

分析：本題利用動量守恒和功能關系求解比較簡單，由于地面光滑，系統所受合外力為零，滿足動量守恒條件，當兩球速度相當等，系統損失機械能最大，兩球相距最近．

解答：解：水平方向系統動量守恒，由完全非彈性碰撞的知識可知，當兩球速度大小相等、方向相同時，系統損失機械能最大，兩球相距最小，故A錯誤；
由題意可知，a球動量大于b球動量，因此系統動量水平向右，故b球運動過程中將反向運動而a球將一直沿原方向運動，（或者根據牛頓第二定律分析，此時a、b速度大小一樣，而b的減速的加速度大，故b先減為零，然后反向加速運動），因此靜電斥力對b球先做負功后做正功，故BD錯誤，C正確．
故選C．

點評：根據系統運動情況，選用正確規律求解是解題的關鍵，如在本題中，庫侖力為內力，系統外力為零，因此動量守恒，利用動量守恒解答要簡單很多．