A,B两个带电小球,间距为2m,质量之比为2Ma=Mb=0.01kg.现将两球放在光滑绝缘板,在静电力作用下两球从静止开始做相向运动.开始时球A的加速度为a,过了一段时间球B的加速度也变为a,这时Vb

题目

A,B两个带电小球,间距为2m,质量之比为2Ma=Mb=0.01kg.现将两球放在光滑绝缘板,在静电力作用下两球从静止开始做相向运动.开始时球A的加速度为a,过了一段时间球B的加速度也变为a,这时Vb=3m/s.
1；这时两球间距为多少?
2；这时球A的速度为多少?
3；全过程中两球电势能减少了多少焦耳?

答案

1.两球之间的吸引力为F=k*(q1*q2)/r^2,开始时r=2m,F=k*(q1*q2)/4=Ma *a
此时F '=k*(q1*q2)/r^2=Mb *a=2*Ma *a
那么r^2=2,r=根号下2 m
2.根据动量守恒定律,Ma *Va=Mb *Vb
得Va=2Vb=6 m/s
3.光滑绝缘,无能量损失,根据能量守恒定律,
E电势能初=E电势能此时+E动能小球A+E动能小球B
E电势能初-E电势能此时=E动能小球A+E动能小球B
=1/2*0.005*6^2+1/2*0.01*3^2
=0.135 J