两个带电小球A和B,质量分别为m1、m2,带有同种电荷,带电荷量分别为q1、q2.A、B两球均放在光滑绝缘的水...
问题详情:
两个带电小球A和B,质量分别为m1、m2,带有同种电荷,带电荷量分别为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.
【回答】
(1)F最大值:m3a;最小值
(2)
【解析】
试题分析:(1)开始运动时力F最小,以B球和挡板整体为研究对象,由牛顿第二定律得:
解得最小力为:
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,其与a球的距离为r,以B球为研究对象,由牛顿第二定律得:①
B球匀加速直线运动的位移为:x=r-d ②
由运动学公式得:v2=2ax ③
由①②③联立解得带电小球B与挡板分离时的速度为:
考点:牛顿第二定律;库仑定律的应用
【名师点睛】本题关键是要分析物理过程,灵活选取研究对象,根据牛顿第二定律分析并求解加速度是解题的重要步骤;难度中等.
知识点:牛顿第二定律
题型:解答题