质量均为1kg的带正电的,电量足够大的A,B球在光滑的

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/28 07:38:33
质量均为1kg的带正电的,电量足够大的A,B球在光滑的绝缘水平面上,开始分别以速率v1=2m/s,v2=1m/s在同一直线上朝对方运动,则在此开始的以后运动过程中,两球增加的最大电势能是多少
为什么

两球速率相同时,动能变化量最大?

我是一楼,回答你的补充问题

能量守恒
增加的电势能就是减少的动能
两球速率相同时,动能变化量最大
这个时刻的速度可由动量守恒求得
mv1-mv2=2mv,v=0.5

所以增加的最大电势能=(1/2)×1×2^2+(1/2)×1×1^2-(1/2)×(1+1)×0.5^2=2.25

问题补充:为什么

两球速率相同时,动能变化量最大?

一般的方法有些繁琐,本题中的计算可以简化一些,你可自己试试其他的情况。

本题中两者质量m相同,可以约掉。
据动能定理
v1^2+v2^2=v3^2+v4^2+E (1式) (已约掉1/2和m,E为动能改变量)
动量守恒
v1+v2=v3+v4 (2式) (为方便,将速度作为矢量,故v2为-1)

2式平方后减1式
(v1)(v2)=(v3)(v4)-E
要使E最大,则要(v3)(v4)最大
由均值不等式
(v3)(v4)<=(v3^2+v4^2)/2 当且仅当v3=v4时取等号
所以v3=v4时(v3)(v4)有最大值

全过程能量守恒

电势能与动能的相互转化
当动能最小时,电势能有最大值
以两小球为系统
令,Va为A的速度,Vb为B的速度,Q为电势能
取V1的方向为正方向,系统动量守恒:
m(V1-V2)=mVa+mVb
解出1/2mVa^2+1/2mVb^2的最小值,就可以求得电势能的最大值的

能量守恒:1/2mV1^2+1/2mV2^2=1/2mVa^2+1/2mVb^2+Q

运算自己解决吧~``` (提示:用均值不等式求最小值)
^_^

这道题首先要看出 考点是能量的转化 两球的动能转化为电势能
为了方便理解我讲解下能量转化的过程:

1。 起先 两球相向运动 速度渐渐变小 电势能逐渐增大
2。 到