Question

如圖所示，帶電量分別為-2Q和-4Q的兩個完全相同的金屬球A、B，放在光滑絕緣的水平面上，今讓金屬球A、B分別自M、N兩點以相等的動能相向運動，當兩球剛好接觸時，兩球速度恰好為零，兩球帶電量重新分布，設這段時間為t₀，然后兩球又向相反方向運動，設返回M、N兩點經歷的時間分別為t₁、t₂則（　　）

A．t₁＞t₂

B．t₁＜t₂

C．t₁=t₂＞t₀

D．t₁=t₂＜t₀

Answer 1

分析：當兩個完全相同的金屬小球相接觸時，若是同種電荷則是平均分配；若是異種電荷則是先中和再平均分配．
由動量觀點看，系統動量守恒，返回過程中電場力大于接近過程中電場力，根據動能關系求解．
由牛頓定律的觀點看，兩球的加速度大小始終相同，運用運動學知識求解．

解答：解：由牛頓定律的觀點看，兩球的加速度大小始終相同，相同時間內的位移大小一定相同，必然在連線中點相遇，又同時返回出發點，再由牛頓定律的觀點看，兩球的加速度大小始終相同，由于碰撞后，電量的平分，導致兩者的庫侖力比碰撞前大，則加速度比碰撞前還大，因位移大小是相同，所以返回時間變小，故ABC錯誤，D正確．
故選D．

點評：本題考查對碰撞過程基本規律的理解和應用能力．碰撞過程的兩大基本規律：系統動量守恒和總動能不增加，常常用來分析碰撞過程可能的結果．