Question

【題目】如圖，小球 A 用兩根等長(zhǎng)的絕緣細(xì)繩 a、b 懸掛在水平天花板上，兩繩之間的夾角為 60°。 A 的質(zhì)量為 0.1 kg，電荷量為 2.0 × 10-6 C。A 的正下方 0.3 m 處固定有一帶等量同種電荷的 小球 B。A、B 均可視為點(diǎn)電荷，靜電力常量 k = 9 × 109 N·m2/C2，重力加速度 g = 10 m/s2。求：

（1）細(xì)繩 a 的拉力大小；

（2）剪斷細(xì)繩 a 瞬間，細(xì)繩 b 的拉力大小和小球 A 的加速度大小。

Answer 1

【答案】（1）N（2）；3m/s2

【解析】

（1）根據(jù)庫(kù)侖定律結(jié)合平衡條件求解細(xì)繩a的拉力；（2）剪斷細(xì)繩a瞬間，根據(jù)牛頓第二定律列式求解細(xì)繩 b 的拉力大小和小球 A 的加速度.

（1）小球AB之間的庫(kù)侖力：

對(duì)小球A受力分析，根據(jù)平衡條件有：2Tcos300+F=mg

解得T=N

（2）剪斷細(xì)繩a瞬間，a的加速度方向與細(xì)繩b垂直，根據(jù)牛頓第二定律：

mgcos300=Fcos300+T′

mgsin300-Fsin300=ma

聯(lián)立解得：T′= ；a=3m/s2