Question

相隔一定距離的A，B兩球質量相等，假定它們之間存在恒定的斥力作用．原來兩球被按住，處在靜止狀態．現突然松開兩球，同時給A球以速度v₀，使之沿兩球連線射向B球，B球初速為零．若兩球間的距離從最小值(兩球未接觸)到剛恢復到原始值所經歷的時間為t₀．求B球在斥力作用下的加速度．

Answer 1

  

解析:

以m表示每個球的質量，F表示恒定斥力，L表示兩球間原始距離，松開后，A球做初速為v₀的勻減速運動，B球做初速為零的勻加速運動．設在兩球間距由L變小到恢復到L的過程中，A球的路程為L₁，B球的路程為L₂；剛恢復到原始長度時，A球的速度為v₁，B球的速度為v₂．由動量守恒定律有mv₀＝mv₁＋mv₂．由功能關系得FL₁＝－，FL₂＝．由于初、末態兩球間距相等，故有L₁＝L₂，由以上各式解得v₂＝v₀．當兩球速度相等時，距離最小，設此時球速為u，由動量守恒定律得mv₀＝(m＋m)u，設a為B球的加速度，則有v₂＝u＋at₀，得a＝．