Question

20．如图所示，带电分别是+3Q和+5Q的两个完全相同的金属球A、B，放在光滑绝缘的水平面上．让金属球A、B分别由MN两点以相等的动能相向运动，经时间t₀两球刚好发生接触，此时A球动量恰好为零，这时两球所带电荷重新分配，然后两球又分别向相反方向运动．设A、B返回M、N两点所经历的时间分别为t₁、t₂．则（　　）

• A． t₁＞t₂
• B． t₁＜t₂
• C． t₁=t₂＜t₀
• D． t₁=t₂＞t₀

Answer 1

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、B是两个完全相同的带电金属球，受静电力大小相等、反向相反，
由牛顿第二定律，两球的加速度大小始终相等；
使金属球A、B分别由M、N两点以相等的动能相向运动，则初速度相等；
故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，
再由库仑定律，两球的加速度大小始终相同，由于碰撞后，电量的平分，
导致两者的库仑力比碰撞前大，则加速度比碰撞前还大，
因位移大小是相同，所以返回时间变小，故ABD错误，C正确．
故选：C．

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．