Question

5．如圖所示，光滑絕緣的水平面上M、N兩點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以大小相等的初動能E₀（此時動量大小均為p₀）使其相向運動剛好能發(fā)生碰撞，碰后返回M、N兩點時的動能分別為E₁和E₂，動量大小分別為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中點的左側(cè)
• D． 兩球不同時返回M、N兩點

Answer 1

分析 當(dāng)兩個完全相同的金屬小球相接觸時，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．
由動量觀點看，系統(tǒng)動量守恒，返回過程中電場力大于接近過程中電場力，根據(jù)動能關(guān)系求解．
由牛頓定律的觀點看，兩球的加速度大小始終相同，運用運動學(xué)知識求解．

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

點評 本題考查對碰撞過程基本規(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)動量守恒和總動能不增加，常常用來分析碰撞過程可能的結(jié)果．