Question

【題目】如圖所示在粗糙絕緣的水平面，上有兩個帶同種正電荷小球M和N，N被絕緣座固定在水平面上，M在離N點r0處由靜止釋放，開始運動瞬間的加速度大小恰好為μg。已知靜電常量為k，M和地面間的動摩擦因數(shù)為μ，兩電荷均可看成點電荷，且N的帶電量為Q，M帶電量為q，不計空氣阻力。則:

(1)M運動速度最大時離N的距離;

(2)已知M在上述運動過程中的最大位移為r0，如果M帶電量改變?yōu)?/span>q，仍從離N點r0處靜止釋放時，則運動的位移為r0時速度和加速度各為多大?

Answer 1

【答案】（1）（2）,，方向水平向左

【解析】

（1）以小球為研究對象，分析小球的受力情況，小球受到重力、支持力、摩擦力和庫侖力作用。開始運動瞬間，兩小球間的庫侖力為：

F庫0 =

由牛頓第二定律可知，開始瞬間

F庫0-μmg=ma

可得：

因M做加速度減小的加速運動，所以當速度最大，即：

所以

（2）小球q運動距離r0過程中由動能定理的得:

金屬球q運動距離r0過程中由動能定理的得:

其中， (U為電荷移動過程中的電勢差)

聯(lián)立以上兩式解得：

由牛頓第二定律可知：

由，解得：

方向水平向左。