题文
如图所示,在光滑绝缘的水平直轨道上有两个带电小球a和b,a球质量为2m、带电量为+q,b球质量为m、带电量为+2q,两球相距较远且相向运动。某时刻a、b球的速度大小依次为v和1.5v,由于静电斥力的作用,它们不会相碰。则下列叙述正确的是( )
A.两球相距最近时,速度大小相等、方向相反B.a球和b球所受的静电斥力对两球始终做负功C.a球一直沿原方向运动,b球要反向运动D.a、b两球都要反向运动,但b球先反向
题型:未知 难度:其他题型
答案
C
解析
本题利用动量守恒和功能关系求解比较简单,由于地面光滑,系统所受合外力为零,满足动量守恒条件,当两球速度相当等,系统损失机械能最大,两球相距最近.
水平方向系统动量守恒,由完全非弹性碰撞的知识可知,当两球速度相等时,系统损失机械能最大,两球相距最小,故A错误;
由题意可知,a球动量大于b球动量,因此系统动量水平向右,故b球运动过程中将反向运动而a球将一直沿原方向运动,(或者根据牛顿第二定律分析,此时a、b速度大小一样,而b的减速的加速度大,故b先减为零,然后反向加速运动),因此静电斥力对b球先做负功后做正功,故BD错误,C正确.
故选C.
点评:根据系统运动情况,选用正确规律求解是解题的关键,如在本题中,库仑力为内力,系统外力为零,因此动量守恒,利用动量守恒解答要简单很多.
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,在光滑绝缘的水平直轨道上有两个.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。





