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=
mA1 2
=2mv2v 2A
(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