题目内容

11.如图所示,光滑绝缘的水平面上M、N两点各放一带电荷量分别为+q和+2q的完全相同的刚性金属球A和B,给A和B以大小相等的初动能E0(此时初动量的大小均为p0),使其相向运动一段距离后发生弹性正碰,碰后返回M、N两点的动能分别为E1和E2,动量的大小分别为p1和p2,则(  )
A.E1=E2=E0,p1=p2=p0B.E1=E2>E0,p1=p2>p0
C.碰撞发生在MN连线的中点D.碰撞发生在MN连线中点的左侧

分析 当两个完全相同的金属小球相接触时,若是同种电荷则是平均分配;若是异种电荷则是先中和再平均分配.
由动量观点看,系统动量守恒,返回过程中电场力大于接近过程中电场力,根据动能关系求解.
由牛顿定律的观点看,两球的加速度大小始终相同,运用运动学知识求解.

解答 解:AB、由动量观点看,系统动量守恒,两球的速度始终等值反向,也可得出结论:两球必将同时返回各自的出发点,且两球末动量大小和末动能一定相等.
从能量观点看,两球接触后的电荷量都变为1.5q,在相同距离上的库仑斥力增大,返回过程中电场力做的正功大于接近过程中克服电场力做的功,系统机械能必然增大,即末动能增大.故A错误,B正确.
CD、由牛顿定律的观点看,两球的加速度大小始终相同,相同时间内的位移大小一定相同,必然在连线中点相遇,又同时返回出发点.故C正确,D错误.
故选:BC.

点评 本题考查对碰撞过程基本规律的理解和应用能力.碰撞过程的两大基本规律:系统动量守恒和总动能不增加,常常用来分析碰撞过程可能的结果.

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