Question

【题目】如图，小球 A 用两根等长的绝缘细绳 a、b 悬挂在水平天花板上，两绳之间的夹角为 60°。 A 的质量为 0.1 kg，电荷量为 2.0 × 10-6 C。A 的正下方 0.3 m 处固定有一带等量同种电荷的 小球 B。A、B 均可视为点电荷，静电力常量 k = 9 × 109 N·m2/C2，重力加速度 g = 10 m/s2。求：

（1）细绳 a 的拉力大小；

（2）剪断细绳 a 瞬间，细绳 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）根据库仑定律结合平衡条件求解细绳a的拉力；（2）剪断细绳a瞬间，根据牛顿第二定律列式求解细绳 b 的拉力大小和小球 A 的加速度.

（1）小球AB之间的库仑力：

对小球A受力分析，根据平衡条件有：2Tcos300+F=mg

解得T=N

（2）剪断细绳a瞬间，a的加速度方向与细绳b垂直，根据牛顿第二定律：

mgcos300=Fcos300+T′

mgsin300-Fsin300=ma

联立解得：T′= ；a=3m/s2