Question

5．如圖所示，光滑絕緣的水平面上M、N兩點(diǎn)各放一電荷量分別為+q和+2q，完全相同的金屬球A和B，給A和B以大小相等的初動(dòng)能E₀（此時(shí)動(dòng)量大小均為p₀）使其相向運(yùn)動(dòng)剛好能發(fā)生碰撞，碰后返回M、N兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為E₁和E₂，動(dòng)量大小分別為p₁和p₂，則（　�。�

• A． E₁=E₂=E₀ p₁=p₂=p₀
• B． E₁=E₂＞E₀  p₁=p₂＞p₀
• C． 碰撞發(fā)生在M、N中點(diǎn)的左側(cè)
• D． 兩球不同時(shí)返回M、N兩點(diǎn)

Answer 1

分析 當(dāng)兩個(gè)完全相同的金屬小球相接觸時(shí)，若是同種電荷則是平均分配；若是異種電荷則是先中和再平均分配．
由動(dòng)量觀點(diǎn)看，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，返回過程中電場(chǎng)力大于接近過程中電場(chǎng)力，根據(jù)動(dòng)能關(guān)系求解．
由牛頓定律的觀點(diǎn)看，兩球的加速度大小始終相同，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解．

解答 解：A、由動(dòng)量觀點(diǎn)看，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，兩球的速度始終等值反向，也可得出結(jié)論：兩球必將同時(shí)返回各自的出發(fā)點(diǎn)，且兩球末動(dòng)量大小和末動(dòng)能一定相等．
從能量觀點(diǎn)看，兩球接觸后的電荷量都變?yōu)?.5q，在相同距離上的庫(kù)侖斥力增大，返回過程中電場(chǎng)力做的正功大于接近過程中克服電場(chǎng)力做的功，系統(tǒng)機(jī)械能必然增大，即末動(dòng)能增大．故A錯(cuò)誤，B正確．
C、由牛頓定律的觀點(diǎn)看，兩球的加速度大小始終相同，相同時(shí)間內(nèi)的位移大小一定相同，必然在連線中點(diǎn)相遇，又同時(shí)返回出發(fā)點(diǎn)．故C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查對(duì)碰撞過程基本規(guī)律的理解和應(yīng)用能力．碰撞過程的兩大基本規(guī)律：系統(tǒng)動(dòng)量守恒和總動(dòng)能不增加，常常用來(lái)分析碰撞過程可能的結(jié)果．