Question

真空中有A、B两个带电小球相距L=2.0m，其质量分别为m₁=1.0g和m₂=2.0g，将它们放在光滑的绝缘水平面上，使它们从静止开始在电场力的作用下相向运动，如图所示。开始释放的瞬间，A球的加速度大小为a，经过一段时间后A、B两球相距L'，B球的加速度大小为a，速度大小v=3.0m/s，求：

（1）此时A球的速度大小；

（2）此过程中两球组成的系统电势能的变化量；

（3）A、B两球之间的距离L'。

Answer 1

（1）6m/s（2）（3）

解析:

（1）对A、B两球组成的系统，设A球的速度为v_A，根据动量守恒定律：

         A球的速度大小为6m/s   （3分）

（2）对A、B两球组成的系统，电场力做正功，电势能减少，根据能量守恒定律，电势能的减少量等于动能的增加量：

            （3分）

（3）开始时：对A球：  

根据牛顿运动定律   

         经过一段时间后，对B球：

根据牛顿运动定律    

             所以：     （2分）