题目内容
(10分)如图所示,LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切。质量为m的的带正电小球B静止在水平轨道上,质量为2m的带正电小球A从LM上距水平轨道高为h处由静止释放,在A球进入水平轨道之前,由于A、B两球相距较远,相互作用力可认为是零,A球进入水平轨道后,A、B两球间相互作用视为静电作用。带电小球均可视为质点。已知A、B两球始终没有接触。重力加速度为g。求:
(1)A、B两球相距最近时,A球的速度v;
(2)A、B两球相距最近时,A、B两球系统的电势能EP;
(3)A、B两球最终的速度vA、vB的大小。
(1) (2) (3)
解析试题分析:(1)对A球下滑的过程,根据动能定理:
当A球进入水平轨道后,A、B两球组成的系统动量守恒,当A、B相距最近时,两球速度相等。所以有: (3分)
(2)根据能的转化和守恒定律: (3分)
(3)当A、B相距最近之后,由于静电斥力的相互作用,它们将会相互远离,当它们相距足够远时,它们之间的相互作用力可视为零,电势能也视为零,它们就达到最终的速度,该过程中,A、B两球组成的系统动量守恒、能量也守恒。
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得: (4分)
考点:本题考查动量守恒、能量守恒,意在考查学生的综合能力。
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