兩個帶電小球A和B,質量分別為m1、m2,帶有同種電荷,帶電荷量分別為q1、q2.A、B兩球均放在光滑絕緣的水...
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問題詳情:
兩個帶電小球A和B,質量分別為m1、m2,帶有同種電荷,帶電荷量分別為q1、q2.A、B兩球均放在光滑絕緣的水平板上,A球固定,B球被質量為m3的絕緣擋板P擋住靜止,A、B兩球相距為d,如圖所示.某時刻起擋板P在向右的水平力F作用下開始向右做勻加速直線運動,加速度大小為a,經過一段時間帶電小球B與擋板P分離,在此過程中力F對擋板做功W.求:
(1)力F的最大值和最小值;
(2)帶電小球B與擋板分離時的速度.
【回答】
(1)F最大值:m3a;最小值
(2)
【解析】
試題分析:(1)開始運動時力F最小,以B球和擋板整體為研究對象,由牛頓第二定律得:
解得最小力為:
B球與擋板分離後力F最大,以擋板為研究對象,由牛頓第二定律解得最大力為:F2=m3a
(2)B球與擋板分離時,其與a球的距離為r,以B球為研究對象,由牛頓第二定律得:①
B球勻加速直線運動的位移為:x=r-d ②
由運動學公式得:v2=2ax ③
由①②③聯立解得帶電小球B與擋板分離時的速度為:
考點:牛頓第二定律;庫侖定律的應用
【名師點睛】本題關鍵是要分析物理過程,靈活選取研究對象,根據牛頓第二定律分析並求解加速度是解題的重要步驟;難度中等.
知識點:牛頓第二定律
題型:解答題