（2）．（9分）如圖所示，在光滑絕緣水 平面上有兩個帶電小球、，質量分別為3m和m，小球帶正電q，小球帶負電-2q，開始時兩小球相距s0，小球有一個水平向右的初速度v0，小球的初速度為零，若取初始狀態(tài)下兩小球構成的系統(tǒng)的電勢能為零，試證明：當兩小球的速度相同時系統(tǒng)的電勢能最大，并求出該最大值；

試題分析：（1）由于兩小球構成的系統(tǒng)合外力為零，設某狀態(tài)下兩小球的速度分別為和，由動量守恒定律得                            （1） （2分）
所以，系統(tǒng)的動能減小量為      （2） （2分）
由于系統(tǒng)運動過程中只有電場力做功，所以系統(tǒng)的動能與電勢能之和守恒，考慮到系統(tǒng)初狀態(tài)下電勢能為零，故該狀態(tài)下的電勢能可表為
           （3） （1分）
聯(lián)立（1）、（3）兩式，得      （4）（1分）
由（4）式得：當                 （5） （1分）
時，系統(tǒng)的電勢能取得最大值，而將（5）式代入（1）式，得  （6）（1分）                               
即當兩小球速度相同時系統(tǒng)的電勢能最大，最大值為           （7） （1分）
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖1所示為用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置．
（1）關于這一實驗，下列說法正確的是______
A．重錘的質量不必測量
B．打點計時器應接低壓直流電
C．應先接通電源打點，后釋放紙帶
D．需使用秒表測出重物下落的時間
（2）選用實驗中得出的一條紙帶來驗證機械能守恒定律．圖2中O點為起始點，A、B、C、D、E、F、G為七個相鄰的原始點，F(xiàn)點是第n個點．設相鄰點間的時間間隔為T，下列表達式可以用本實驗中計算F點速度vF的是______
A．vF=g（nT）B.vF=
2ghn
C.vF=
hn+1-hn-1
2T
D.vF=
xn+1-xn-1
2T
．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩個完全相同、質量均為m的滑塊A和B，放在光滑水平面上，滑塊A與輕彈簧相連，彈簧另一端固定在墻上，當滑塊B以的初速度向滑塊A運動，如圖所示，碰到A后不再分開，下述說法中正確的是         （填選項前的字母）
A．兩滑塊相碰和以后一起運動過程，系統(tǒng)動量均守恒
B．兩滑塊相碰和以后一起運動過程，系統(tǒng)機械能均守恒
C．彈簧最大彈性勢能為
D．彈簧最大彈性勢能為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一根彈簧的彈力（F）—伸長量（x）圖線如圖所示，那么彈簧由伸長量4 cm 到伸長量8 cm的過程中，彈力做功和彈性勢能的變化量為（　�。�
A．3.6 J，－3.6 JB．－3.6 J，3.6 J
C．1.8 J，－1.8 JD．－1.8 J，1.8 J

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，豎直向上的勻強電場中，絕緣輕質彈簧直立于地面上，上面放一個質量為m的帶正電的小球，小球與彈簧不連接．現(xiàn)將小球向下壓到某位置后由靜止釋放，若小球從靜止開始運動到離開彈簧的過程中，重力和電場力對小球做功的大小分別為W1和W2，小球離開彈簧時速度為v，不計空氣阻力，則上述過程中
A．帶電小球電勢能增加W2
B．彈簧彈性勢能最大值為W1＋mv2
C．彈簧彈性勢能減少量為W2＋W1
D．帶電小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加W2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖甲所示，靜止在地面上的一個物體在豎直向止的拉力作用下開始運動在,向上運動的過程中，物體的動能Ek與位移x關系圖象如圖乙所示。其中在0~h過程中的圖線為平滑曲線，h~2h過程中的圖線為平行于橫軸的直線，2h~3h過程中的圖線為一傾斜的直線，不計空氣阻力，下列說法正確的是
A．物體上升到h高處時，拉力的功率為零
B．在0~h過程中拉力大小恒為2mg
C．在h~23h過程中物體機械能不變
D．在2h~3h過程中物體的機械能不變

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(6分)如圖所示，光滑水平面上滑塊A、C質量均為m=1kg，B質量為M=3kg。開始時A、B靜止，現(xiàn)將C以初速度v0=2m/s的速度滑向A，與A碰后C的速度變?yōu)榱悖驛向右運動與B發(fā)生碰撞并粘在一起。求：

①A與B碰撞后的共同速度大�。�
②A與B碰撞過程中，A與B增加的內(nèi)能。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

帶電小球以一定的初速度v0豎直向上拋出，能夠達到的最大高度為h1；若加上水平方向的勻強磁場，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h2；若加上水平方向的勻強電場，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h3，如圖所示．不計空氣阻力，則(　　)
　
A．h1＝h2＝h3B．h1＞h2＞h3
C．h1＝h2＞h3D．h1＝h3＞h2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪，質量分別為M、m(M＞m)的滑塊，通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行，兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運動，若不計滑輪的質量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運動的過程中(    )
A．兩滑塊組成的系統(tǒng)機械能守恒
B．m的機械能可能減小
C．重力對M做的功大于M動能的增加
D．兩滑塊組成的系統(tǒng)的機械能損失等于M克服摩擦力做的功

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