两个带电小球A和B，质量分别为m1、m2，带有同种电荷，带电量分别为q1、q2．A、B两球均放在光滑绝缘的水平板上，A球
两个带电小球A和B，质量分别为m1、m2，带有同种电荷，带电量分别为q1、q2．A、B两球均放在光滑绝缘的水平板上，A球固定，B球被质量为m3的绝缘挡板P挡住静止，A、B两球相距为d，如图所示．某时刻起挡板P在向右的水平力F作用下开始向右做匀加速直线运动，加速度大小为a，经过一段时间带电小球B与挡板P分离，在此过程中力F对挡板做功W．求：（1）力F的最大值和最小值？
（2）带电小球B与挡板分离时的速度？
（3）从开始运动到带电小球与挡板P分离的过程中，电场力对带电小球B做的功？
赞 xuanpeng 幼苗
共回答了17个问题采纳率：82.4% 举报
解题思路：（1）两种电荷间存在斥力，在斥力作用下，B球先与P板一起向右做匀加速运直到两者分离，库仑斥力不断减小，以B和P整体为研究对象，可知，开始运动时力F最小，分离时力F最大，根据牛顿第二定律和库仑定律求解．
（2）B球与挡板分离时，以B球为研究对象，由牛顿第二定律求出加速度，再运用运动学公式求解B、P分离时的速度．
（3）对挡板应用动能定理求出电场力对带电小球B做的功．
（2）B球与挡板分离时，以B球为研究对象，由牛顿第二定律求出加速度，再运用运动学公式求解B、P分离时的速度．
（3）对挡板应用动能定理求出电场力对带电小球B做的功．
解析：（1）开始运动时力F最小，以B球和挡板为研究对象，由牛顿第二定律
F1+k
q1q2
d2=（m3+m2）a
解得最小力为：F1=（m3+m2）a-k
q1q2
d2
B球与挡板分离后力F最大，以挡板为研究对象，由牛顿第二定律解得最大力为：
F2=m3a
（2）B球与挡板分离时，以B球为研究对象，由牛顿第二定律得：
k
q1q2
r2=m2a …①
B球匀加速直线运动的位移为：
S=r-d …②
又由运动学公式得：
v2=2aS …③
由①②③联立解得，带电小球B与挡板分离时的速度为：v=
2a(
kq1q2
m2a−d)
（3）设B球对挡板做功W1，挡板对B球做功W2，电场力对B球做功W3，在B球与挡板共同运动的过程中，对挡板应用动能定理得：
W+W1=[1/2]m3v2…④
挡板对B球做的功W2=-W1…⑤
对B球应用动能定理得：
W3+W2=[1/2]m2v2…⑥
由④⑤⑥联立解得电场力对B球做功为：
W3=（m2+m3）a（
m2a
kq1q2−d）-W
答：
（1）力F的最大值为m3a，最小值为（m3+m2）a-k
q1q2
d2．
（2）带电小球B与挡板分离时的速度为
2a(
kq1q2
m2a−d)．
（3）从开始运动到带电小球与挡板P分离的过程中，电场力对带电小球B做的功为（m2+m3）a（
m2a
kq1q2−d）-W．
点评：
本题考点： 动能定理的应用；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律；库仑定律．
考点点评： 本题根据牛顿第二定律分析并求解加速度是解题的关键，运用动能定理时，要注意研究对象．
1年前
6
可能相似的问题
你能帮帮他们吗
精彩回答
-
1年前
-
1年前
-
1年前
-
1年前
-
1年前