（2）．（9分）如圖所示，在光滑絕緣水 平面上有兩個帶電小球、，質(zhì)量分別為3m和m，小球帶正電q，小球帶負(fù)電-2q，開始時兩小球相距s0，小球有一個水平向右的初速度v0，小球的初速度為零，若取初始狀態(tài)下兩小球構(gòu)成的系統(tǒng)的電勢能為零，試證明：當(dāng)兩小球的速度相同時系統(tǒng)的電勢能最大，并求出該最大值；

 

 

【解析】

試題分析：（1）由于兩小球構(gòu)成的系統(tǒng)合外力為零，設(shè)某狀態(tài)下兩小球的速度分別為和，由動量守恒定律得 （1） （2分）

所以，系統(tǒng)的動能減小量為 （2） （2分）

由于系統(tǒng)運動過程中只有電場力做功，所以系統(tǒng)的動能與電勢能之和守恒，考慮到系統(tǒng)初狀態(tài)下電勢能為零，故該狀態(tài)下的電勢能可表為

（3） （1分）

聯(lián)立（1）、（3）兩式，得 （4）（1分）

由（4）式得：當(dāng) （5） （1分）

時，系統(tǒng)的電勢能取得最大值，而將（5）式代入（1）式，得 （6）（1分）

即當(dāng)兩小球速度相同時系統(tǒng)的電勢能最大，最大值為 （7） （1分）

考點：動量守恒定律；能量守恒定律．

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2013～2014學(xué)年度江蘇省蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市高三教學(xué)調(diào)研㈡物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示實線為等量異號點電荷周圍的電場線，虛線為以一點電荷為中心的圓，M點是兩點電荷連線的中點．若將一試探正點電荷從虛線上N點移動到M點，則( )

A．電荷所受電場力大小不變

B．電荷所受電場力逐漸增大

C．電荷電勢能逐漸減小

D．電荷電勢能保持不變

 

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科目：高中物理 來源：2013年浙江省寧波市第二學(xué)期八校聯(lián)考高一物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，在小車的支架上用細(xì)線懸掛一個小球，已知線長為L，小車帶著小球一起以速度向右做勻速運動。當(dāng)小車突然碰到障礙物而停止運動后，關(guān)于小球再上升的最大高度h的下列幾種表述中，肯定不可能的是（ ）

A．小于 B．大于 C．等于 D．等于2L

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014陜西省安康市高一上學(xué)期期末質(zhì)量檢測物理試卷（解析版） 題型：選擇題

機動車通過驅(qū)動輪在路面上的轉(zhuǎn)動，驅(qū)使機動車向前運動。下圖中給出了機動車在驅(qū)動輪作用下的運動方向以及驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)動方向、路面對驅(qū)動輪的摩擦力方向。其中摩擦力及其方向標(biāo)注正確的是

 

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014陜西省安康市高一上學(xué)期期末質(zhì)量檢測物理試卷（解析版） 題型：選擇題

彈簧的原長為10cm，它下面掛一個重為4N的物體時，彈簧長為12cm，在它下面掛一個重為6N的物體時，彈簧的長度為

A．7cm B．3cm C．16cm D．13cm

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014陜西省五校高三第三次模擬理科綜合物理試卷（解析版） 題型：選擇題

（6分）下列說法正確的是（）

(I)若某種實際氣體分子的作用力表現(xiàn)為引力，則一定質(zhì)量的該氣體內(nèi)能的大小與氣體體積和溫度的關(guān)系正確的是

A.如果保持其體積不變，溫度升高，內(nèi)能一定增大

B.如果保持其溫度不變，體積增大，內(nèi)能一定增大

C.如果吸收熱量，溫度升高，體積增大，內(nèi)能不一定增大

(II)有關(guān)熱力學(xué)第二定律說法正確的是

D.熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不可能從低溫物體傳到高溫物體

E.任何熱機都不可能使燃料釋放的熱量完全轉(zhuǎn)化為機械能

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014陜西省五校高三第三次模擬理科綜合物理試卷（解析版） 題型：選擇題

圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1:n2=5:1，電阻R=20Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)。原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖所示�，F(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光。下列說法正確的是

A.輸入電壓u的表達(dá)式u=20sin(50t)V

B.只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光

C.只斷開S2后，原線圈的輸入功率減小

D.若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8W

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014重慶市高三下期第一次月考物理試卷（解析版） 題型：選擇題

關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是

A．光照時間越長光電流越大

B．入射光的光強一定時，頻率越高，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多

C．金屬鈉的每個電子可以吸收一個或一個以上的光子，當(dāng)它積累的動能最夠大時，就能逸出金屬

D．不同頻率的光照射同一種金屬時，頻率越高，光電子的最大初動能越大

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014遼寧省錦州市高三第一次模擬考試物理試卷（解析版） 題型：實驗題

（9分）用下列器材組裝成一個電路，既能測量出電池組的電動勢E和內(nèi)阻r，又能同時描繪小燈泡的伏安特性曲線。

A．電壓表V1（量程6V、內(nèi)阻很大）

B．電壓表V2（量程 4V、內(nèi)阻很大）

C．電流表A（量程 3A、內(nèi)阻很�。�

D．滑動變阻器R（最大阻值 10Ω、額定電流 4A）

E．小燈泡（2A、7W）

F．電池組（電動勢）

E、內(nèi)阻 r

G．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干

實驗時，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，多次測量后發(fā)現(xiàn)：若電壓表V1的示數(shù)增大，則電壓表V2的示數(shù)減小。

（1）請將設(shè)計的實驗電路圖在圖甲中補充完整。

（2）每一次操作后，同時記錄電流表 A、電壓表V1和電壓表V2的示數(shù)，組成兩個坐標(biāo)點（I，U1），標(biāo)到U）、（I，U2I坐標(biāo)中，經(jīng)過多次測量，最后描繪出兩條圖線，如圖乙所示，則電池組的電動勢E＝_____V、內(nèi)阻r＝_____ 。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）在U－I坐標(biāo)中兩條圖線在P點相交，此時滑動變阻器連入電路的阻值應(yīng)為________Ω，電池組的效率為________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

 

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