Question

如圖所示，三根等長的絕緣細線把三個質量相等的帶正電小球拴在一起，組成一個等邊三角形，放在光滑的絕緣水平面上，三球帶電量相等．現剪斷連接A．c小球的細線，三球都將開始在水平面上運動，其中b球的運動是沿垂直于A．c連線方向作振動．下面的說法中正確的是

A．b球的運動速度最大的時刻，三球的位置恰好成一直線
B．b球任何時刻的速度都與A．c兩球的速度大小相等而方向相反
C．b球速度最大的時刻，b球與A．c兩球的速度大小相等而方向相反
D．b球速度最大的時刻，b球的速度大小等于a球或c球的速度的一半
 

Answer 1

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剪斷連接A．c小球的細線后，三球組成的系統只受靜電斥力及其余兩根細線的拉力作用，這些力都是系統的內力，因此系統的動量守恒．對b球來說，它只沿圖中的虛線作直線運動，設這個方向為x方向．而A．c兩球的運動則復雜得多，既有沿x方向的運動，也有沿y方向的運動，但A．c兩球沿y方向的運動速度一定大小相等而方向相反(y方向的動量分量守恒)，三球x方向的動量分量也守恒．
當三球的位置成一條直線時，A．c兩球沿y方向的運動速度變為0，這時b球的速度達到最大，設為v_m，A．c兩球的速度大小設為v’_m，根據動量守恒，mv_m-mv’_m-mv’_m=0，可知v_m=v’_m/2．