Question

【题目】如图所示,LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切.质量为m的带正电小球B静止在水平轨道上,质量为2m的带正电小球A从LM上距水平轨道高为h处由静止释放,在A球进入水平轨道之前,由于A、B两球相距较远,相互作用力可认为是零,A球进入水平轨道后,A、B两球间相互作用视为静电作用.带电小球均可视为质点.已知A、B两球始终没有接触.重力加速度为g.求：

(1) A球刚进入水平轨道时的速度大小v0；

(2)A、B两球相距最近时A球的速度大小v及此时A、B两球组成系统的电势能EP.

Answer 1

【答案】（1）（2）；mgh

【解析】

（1）由动能定理可以求出A球的速度．
（2）由动量守恒定律和能量守恒定律可以求出两球系统的电势能．

（1）对A球下滑的过程，由动能定理得：2mgh＝×2mv02

v0＝
（2）当A球进入水平轨道后，A、B两球组成的系统动量守恒，当A、B相距最近时，两球速度相等，由动量守恒定律可得：2mv0＝(2m+m)v

；

由能量守恒定律得：2mgh＝(2m+m)v2+Epm

Epm＝mgh