Question

如图14所示，两个可视为质点的小球1和2的质量分别是m₁＝2.0kg、m₂＝1.6kg，球1静止在光滑的水平面上的A点，球2在水平面上从远处沿两球的中心连线向着球1运动。假设两球相距L≤18m时存在着恒定的斥力F，L＞18m时无相互作用力。当两球相距最近时，他们间的距离为2.0m，球2的速度是4m/s。求两球之间的斥力F的大小。

Answer 1

解：

当v﹦v=v时两球相距最近 

v﹦at      v= v－at

S₁=           S₂＝vt－     

根据牛顿第二定律得: a= , a=,  

由S₂＝L+ S₁－S 

得    F＝9/4＝2.25N  

另解：∵a₁＝ , a₂＝,  

∴代入数据得a₁＝0.8 a₂

当两球相距最近时有：

v₁＝v₂＝4m/s   

又∵v₁＝a₁t      v₂＝ v₀－a₂t     

∴υ₀＝9m/s 

∵S₁＝           S₂ ＝   

S₂＝L＋ S₁－S 

∴代入数据得  t＝s

∴a₁＝＝    （2分）

∴F＝m₁a₁＝2.25N