Question

如圖5-2-1所示,在光滑絕緣的水平直軌道上有兩個(gè)帶電小球a和b,a球質(zhì)量為2m、電荷量為+q,b球質(zhì)量為m、電荷量為+2q,兩球相距較遠(yuǎn)且相向運(yùn)動(dòng).某時(shí)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(huì)相碰.則下列表述正確的是(    )

圖5-2-1

A.兩球相距最近時(shí),速度大小相等、方向相反

B.a球與b球所受的靜電斥力對(duì)兩球始終做負(fù)功

C.a球一直沿原方向運(yùn)動(dòng),b球要反向運(yùn)動(dòng)

D.a、b兩球都要反向運(yùn)動(dòng),但b球先反向

Answer 1

D

解析:

以相互作用的a、b球視為系統(tǒng),由于系統(tǒng)所受合外力為零,則系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒,總動(dòng)量p=p₁-p₂=2mv-m×1.5v=0.5v,總動(dòng)量方向與a的初速度v同向,向右.根據(jù)動(dòng)量守恒,當(dāng)a球速度減為零時(shí),b球速度方向應(yīng)向右,可見(jiàn)b球速度先反向,由于a、b間庫(kù)侖斥力作用最后兩者都將反向運(yùn)動(dòng),D選項(xiàng)正確.與a、b球相距最近時(shí),兩球速度相同,且方向都向右,A、C選項(xiàng)錯(cuò).a、b球所受的靜電斥力對(duì)兩球先做負(fù)功后做正功,B選項(xiàng)錯(cuò).