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如图所示,在光滑绝缘水平面上的M、N两点各放有一个电荷量分别为+q和+2q的完全相同的金属球A、B.在某时刻,使A、B以相等的初动能E开始沿同一直线相向运动(这时它们的动量大小为P),若它们在碰撞过程中无机械能损失,碰后又各自返回.它们返回M、N两点时的动能分别为E1和E2,动量大小分别为P1和P2,则下列结论正确的是( )

A..E1=E2>E,P1=P2>P
B..E1=E2=E,P1=P2=P
C..碰撞一定发生在M、N连线中点的左侧
D..两球不可能同时返回到M、N两点
【答案】分析:当两个完全相同的金属小球相接触时,若是同种电荷则是平均分配;若是异种电荷则是先中和再平均分配.
由动量观点看,系统动量守恒,返回过程中电场力大于接近过程中电场力,根据动能关系求解.
由牛顿定律的观点看,两球的加速度大小始终相同,运用运动学知识求解.
解答:解:A、由动量观点看,系统动量守恒,两球的速度始终等值反向,也可得出结论:两球必将同时返回各自的出发点,且两球末动量大小和末动能一定相等.
从能量观点看,两球接触后的电荷量都变为1.5q,在相同距离上的库仑斥力增大,返回过程中电场力做的正功大于接近过程中克服电场力做的功,系统机械能必然增大,即末动能增大.故A正确,B错误.
C、由牛顿定律的观点看,两球的加速度大小始终相同,相同时间内的位移大小一定相同,必然在连线中点相遇,又同时返回出发点.故C错误,D错误.
故选A.
点评:本题考查对碰撞过程基本规律的理解和应用能力.碰撞过程的两大基本规律:系统动量守恒和总动能不增加,常常用来分析碰撞过程可能的结果.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

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(  )

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(2012?汕头一模)如图所示,在光滑绝缘水平面上,不带电的绝缘小球P2静止在O点.带正电的小球P1以速度v0从A点进入AB区域.随后与P2发生正碰后反弹,反弹速度为
2
3
v0.从碰撞时刻起在AB区域内加上一个水平向右,电场强度为E0的匀强电场,并且区域外始终不存在电场.P1的质量为m1,带电量为q,P2的质量为m2=5m1,A、O间距为L0,O、B间距为L=
4L0
3
,已知
qE0
m1
=
4v02
3L0

(1)求碰撞后小球P1向左运动的最大距离及所需时间.
(2)判断两球能否在OB区间内再次发生碰撞.

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如图所示,在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd,其边长为L,总电阻为R,放在磁感应强度为B.方向竖直向下的匀强磁场的左边,图中虚线MN为磁场的左边界.线框在大小为F的恒力作用下向右运动,其中ab边保持与MN平行.当线框以速度v0进入磁场区域时,它恰好做匀速运动.在线框进入磁场的过程中,
(1)线框的ab边产生的感应电动势的大小为E 为多少?
(2)求线框a、b两点的电势差.
(3)求线框中产生的焦耳热.

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精英家教网如图所示,在光滑绝缘水平面上,两个带等量正电的点电荷M、N,分别固定在A、B两点,O为AB连线的中点,CD为AB的垂直平分线.在CO之间的F点由静止释放一个带负电的小球P(设不改变原来的电场分布),在以后的一段时间内,P在CD连线上做往复运动.若(  )
A、小球P的带电量缓慢减小,则它往复运动过程中振幅不断减小B、小球P的带电量缓慢减小,则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断减小C、点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大,则小球P往复运动过程中周期不断减小D、点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大,则小球P往复运动过程中振幅不断减小

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精英家教网如图所示,在光滑绝缘水平面上有直角坐标系xoy,将半径为R=0.4m,内径很小、内壁光滑、管壁极薄的圆弧形绝缘管AB水平固定在第二象限内,它的A端和圆心O′都在y轴上,B端在x轴上,O′B与y轴负方向夹角θ=60°.在坐标系的第一、四象限不同区域内存在着四个垂直于水平面的匀强磁场,a、b、c为磁场的理想分界线,它们的直线方程分别为a:y=0.2;b:y=-0.1;c:y=-0.4;在a、b所围的区域Ⅰ和b、c所围的区域Ⅱ内的磁感应强度分别为B1、B2,第一、四象限其它区域内磁感应强度均为B0.当一质量m=1.2×10-5kg、电荷量q=1.0×10-6C,直径略小于绝缘管内径的带正电小球,自绝缘管A端以v=2.0×10-2 m/s的速度垂直y轴射入管中,在以后的运动过程中,小球能垂直通过c、a,并又能以垂直于y轴的速度进入绝缘管而做周期性运动.求:
(1)B0的大小和方向;
(2)B1、B2的大小和方向;.
(3)在运动的一个周期内,小球在经过第一、四    象限的过程中,在区域Ⅰ、Ⅱ内运动的时间与在区域Ⅰ、Ⅱ外运动的时间之比.

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