Question

如圖14所示，兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球1和2的質(zhì)量分別是m₁＝2.0kg、m₂＝1.6kg，球1靜止在光滑的水平面上的A點(diǎn)，球2在水平面上從遠(yuǎn)處沿兩球的中心連線向著球1運(yùn)動(dòng)。假設(shè)兩球相距L≤18m時(shí)存在著恒定的斥力F，L＞18m時(shí)無相互作用力。當(dāng)兩球相距最近時(shí)，他們間的距離為2.0m，球2的速度是4m/s。求兩球之間的斥力F的大小。

Answer 1

解：

當(dāng)v﹦v=v時(shí)兩球相距最近 

v﹦at      v= v－at

S₁=           S₂＝vt－     

根據(jù)牛頓第二定律得: a= , a=,  

由S₂＝L+ S₁－S 

得    F＝9/4＝2.25N  

另解：∵a₁＝ , a₂＝,  

∴代入數(shù)據(jù)得a₁＝0.8 a₂

當(dāng)兩球相距最近時(shí)有：

v₁＝v₂＝4m/s   

又∵v₁＝a₁t      v₂＝ v₀－a₂t     

∴υ₀＝9m/s 

∵S₁＝           S₂ ＝   

S₂＝L＋ S₁－S 

∴代入數(shù)據(jù)得  t＝s

∴a₁＝＝    （2分）

∴F＝m₁a₁＝2.25N