两个带同种电荷的小球A B,起质量关系是Ma=Mb/2,电量关系Qa=2Qb,先将它们固定在光滑的绝缘平面上,使A B 相距R1,此时,它们具有电势能E,再将它们释放,经过较长时间,他们相距为R2,且R2>R1,这段时间内电场力对A球作功为______
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分析:两个小球组成的系统满足能量守恒关系和动量守恒系统对A做的功就是A获得的动能在能量方面,系统初始总能量E等于相距为r2时的总能量E=E'+1/2mV^2+1/2mv'^2动量守恒,有mv=2mv'另外,系统初始状态的能量可以表示为E=2kq^2/r1后来的能量可以表示为e'=2kq^2/r2四式联立可得:A的动能为2(r2-r1)E/3r
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开始时,A对于B的电势能E=F/Qa ,F=KQaQb/R1^2,E=KQb/R1^2较长时间后,A对于B没有相对速度,即电场力做功全部转化为电势能,此时A对于B的电势能E'=F'/Qa ,F'=KQaQb/R2^2,E'=KQb/R2^2所以电场力做功就等于电势能减少量e=E-E'=KQb(R2^2-R1^2)/(R1^2*R2^2)