如图所示,在光滑绝缘水平面上有两个带电小球A、B,质量分别为3m和m,小球A带正电q,小球带负电-2q,开始时两小球相距

1个回答

  • (1)由于两小球构成的系统合外力为零,设某状态下两小球的速度分别为

    ,由动量守恒定律得

    所以,系统的动能减小量为

    由于系统运动过程中只有电场力做功,所以系统的动能与电势能之和守恒,考虑到系统初状态下电势能为零,故该状态下的电势能可表为

    联立①③两式,得

    由④式得:当

    ⑤时,系统的电势能取得最大值,而将⑤式代入①式,得

    即当两小球速度相同时系统的电势能最大,最大值为

    (2)由于系统的电势能与动能之和守恒,且初始状态下系统的电势能为零,所以在系统电势能取得最大值时,系统的动能取得最小值,为

    由于

    所以在两球间距仍不小于的运动过程中,系统的电势能总小于系统的动能

    在这过程中两种能量的比值的取值范围为

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