如图所示，在光滑绝缘水平面上有两个带电小球、，质量分别为3m和m，小球带正电q，小球带负电-2q，开始时两小球...
问题详情：
如图所示，在光滑绝缘水 平面上有两个带电小球
、
，质量分别为3m和m，小球
带正电q，小球
带负电-2q，开始时两小球相距s0，小球
有一个水平向右的初速度v0，小球
的初速度为零，若取初始状态下两小球构成的系统的电势能为零，试*：当两小球的速度相同时系统的电势能最大，并求出该最大值；
【回答】
（1）由于两小球构成的系统合外力为零，设某状态下两小球的速度分别为
和
，由动量守恒定律得 
（1） （2分）
所以，系统的动能减小量为 
（2） （2分）
由于系统运动过程中只有电场力做功，所以系统的动能与电势能之和守恒，考虑到系统初状态下电势能为零，故该状态下的电势能可表为
（3） （1分）
联立（1）、（3）两式，得 
（4）（1分）
由（4）式得：当 
（5） （1分）
时，系统的电势能取得最大值，而将（5）式代入（1）式，得 
（6）（1分）
即当两小球速度相同时系统的电势能最大，最大值为
（7） （1分）
知识点：专题五 动量与能量
题型：综合题
