Question

如圖所示，在光滑絕緣的水平面上，沿一條直線依次排列兩帶電小球A、B．已知A球電量q，B球電量為-4q，A的質(zhì)量是B質(zhì)量的2倍，開始時(shí)，AB間距離為r．今在B上沿連線方向施加一恒力F后，兩個(gè)小球恰能在運(yùn)動(dòng)中保持相對(duì)位置不變．求所施恒力F的大小．

Answer 1

分析：先對(duì)小球A受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度；再對(duì)整體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求解拉力F．

解答：解：要使兩球在運(yùn)動(dòng)中保持相對(duì)位置不變，則兩球的加速度相同，設(shè)B球質(zhì)量為m，設(shè)A球質(zhì)量為2m，
對(duì)A受力分析，受重力、支持力和靜電引力，根據(jù)牛頓第二定律，有：a=

F靜

2m

=

4kq2

2mr2

；
對(duì)A、B兩個(gè)球整體分析，有：F=（2m+m）a=3m×

4kq2

2mr2

=

6kq2

r2

；
答：所施恒力F的大小為

6kq2

r2

．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是采用隔離法求解加速度，采用整體法求解拉力，基礎(chǔ)題．