Question

【題目】如圖所示，質量為電荷量為的帶正電小球A穿在光滑絕緣細桿(固定)上，桿的傾角為在桿的底端B固定一電荷量為的帶負電小球，將A球從桿的頂端(距B高為處)由靜止釋放，當A球運動到桿的中點時速度大小為整個裝置處于真空中，已知重力加速度為靜電力常量為求:

(1)A球剛被釋放時的加速度大小

(2)在從釋放A球到其運動到桿的中點的過程中靜電力做的功W.

Answer 1

【答案】（1）A球剛釋放時的加速度大小是gsinθ；（2）在從釋放A球到其運動到桿的中點的過程中，靜電力做的功為。

【解析】

由題圖可知，考查了牛頓第二定律，動能定理以及庫倫定律。結合相應的知識即可求解：

（1）對A球受力分析，受到重力、支持力和靜電斥力，根據牛頓第二定律求加速度；

（2）根據動能定理，結合重力做功，與A球運動到細桿的中點時速度大小，即可求解。

（1）由牛頓第二定律可知mgsin θ+F＝ma

根據庫侖定律F＝k

又據幾何關系有r

解得a＝gsinθ

（2）由動能定理，則有：W+mg

解得：W