题文
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.
题型:未知 难度:其他题型
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=12mAv2A=2mv2
(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:
sAsB=vAvB=21
其中:sA+sB=d
联立求解得到:sA=2d3
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2d3.
解析
12
考点
据考高分专家说,试题“如图,两个带同种电荷的小球A和B,A、B.....”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。






