Question

在光滑絕緣的地面上，有兩個帶電的小球a、b，a球的質量為2m，帶電量為+q，b球的質量為m，帶電量為+2q，兩球相距較遠且相向運動，某時刻，a、b球的速度大小都為v，由于靜電斥力的作用，它們不會相碰，下列說法正確的有（　　）

A．兩球相距最近時，速度大小相等，方向相反

B．a、b球所受到的靜電斥力對兩球始終做負功

C．a球一直沿原方向運動，b球要反向運動

D．a、b球都要反向運動，但b球要先反向運動

Answer 1

分析：本題利用動量守恒和功能關系求解比較簡單，由于地面光滑，系統所受合外力為零，滿足動量守恒條件，當兩球速度相當等，系統損失機械能最大，兩球相距最近．

解答：解：A、水平方向系統動量守恒，由完全非彈性碰撞的知識可知，當兩球速度大小相等，方向相同時，系統損失機械能最大，兩球相距最小，故A錯誤；
B、C、D由題意可知，a球動量大于b球動量，b球的速度先減小至零，然后反向加速．因系統動量水平向右，當速度相同時，兩球速度均向右，之后b球做加速運動，a球繼續做減速運動，速度減至零后，開始反向．故a、b球都要反向運動，但b球要先反向運動．因此靜電斥力對b球先做負功后做正功，故BC錯誤，D正確．
故選D．

點評：根據系統運動情況，選用正確規律求解是解題的關鍵，如在本題中，庫侖力為內力，系統外力為零，因此動量守恒，利用動量守恒解答要簡單很多．