问题 问答题

如图,两个带同种电荷的小球A和B,A、B的质量分别为m和2m.开始时将它们固定在绝缘的光滑水平面上保持静止,A、B相距为d.A、B间的相互作用为遵守牛顿第三定律.现同时释放A、B,经过一段时间,A、B相距2d,此时B的速度大小为v.

求:(1)此时A的速度大小.

(2)此过程中B对A做的功.

(3)此过程中A球移动的距离.

答案

(1)以A、B为研究对象,由动量守恒定律  mAvA=mBv  

求出vA=2v     

(2)对A,由动能定理,得到:

W=

1
2
mA
v2A
=2mv2

(3)由于两个球的合力相等,故加速度之比等于质量之比的倒数,为2:1;由于初速度为零,故任意时刻速度之比等于加速度之比,为2:1;故全程的平均速度之比为2:1;故位移之比为2:1,即:

sA
sB
=
vA
vB
=
2
1

其中:sA+sB=d   

联立求解得到:sA=

2d
3

答:(1)此时A的速度大小为2v.

(2)此过程中B对A做的功为2mv2

(3)此过程中A球移动的距离为

2d
3

单项选择题
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