Question

【题目】两个带电小球A和B，质量分别为m1、m2，带有同种电荷，带电荷量分别为q1、q2．A、B两球均放在光滑绝缘的水平板上，A球固定，B球被质量为m3的绝缘挡板P挡住静止，A、B两球相距为d，如图所示．某时刻起挡板P在向右的水平力F作用下开始向右做匀加速直线运动，加速度大小为a，经过一段时间带电小球B与挡板P分离，在此过程中力F对挡板做功W．求：

（1）力F的最大值和最小值；

（2）带电小球B与挡板分离时的速度．

Answer 1

【答案】（1）F最大值：m3a；最小值

（2）

【解析】试题分析：（1）开始运动时力F最小，以B球和挡板整体为研究对象，由牛顿第二定律得：

解得最小力为：

B球与挡板分离后力F最大，以挡板为研究对象，由牛顿第二定律解得最大力为：F2＝m3a

（2）B球与挡板分离时，其与a球的距离为r，以B球为研究对象，由牛顿第二定律得：①

B球匀加速直线运动的位移为：x＝r－d ②

由运动学公式得：v2＝2ax ③

由①②③联立解得带电小球B与挡板分离时的速度为：