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    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，三个质量均为m的小球相互间距均为L，若C小球带电量为-q，B小球带电量为+q，在水平外力F作用下，欲使三个小球在光滑水平面上保持间距L一起向F方向运动，则外力F=
    9kq2
    5L2
    9kq2
    5L2
    ，A小球带
    负
    负
    电，电量为
    8
    5
    q
    8
    5
    q
    ．
    分析：三个质量相同的小球在各自相互作用下，一起向F方向加速运动．采用隔离法对小球受力分析，并用牛顿第二定律列出表达式，求出运动的加速度，再由整体法来确定外力F的大小．
    解答：解：由题意可知，三个球必定有着相同的加速度
    不妨设加速度向右，设A带负电，电量为Q
    对C受力分析：向右B的力为
    kq2
    L2

                 向左A的力
    kQq
    4L2

    ∴FC=
    (4kq2-kQq)
    4L2

    对B受力分析：向左C的力
    kq2
    L2

                 向右A的力
    kQq
    L2

    ∴FB=
    (kQq-kq2)
    L2

    令
    (4kq2-kQq)
    4L2
    =
    (kQq-kq2)
    L2

    （因为质量相等，受力相等即为加速度相等）
    解得Q=
    8
    5
    q
    假设成立Q带正电（若假设不成立Q的值会是负的），结果B球所受力向左，与题意不符．
    现根据算的电量求出合力为
    3kq2
    5L2

    在对A分析
    向右只有F
    F-FB-FC=
    3kq2
    5L2

    解得F=
    9kq2
    5L2

    故答案为：
    9kq2
    5L2
    ；负；
    8
    5
    q
    点评：根据各自受力情况分析，可确定A球的电性．同时由库仑定律与牛顿第二定律来确定A球的电量．本题还体现出整体法与隔离法对问题的研究．
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    （1）当小球A、C第一次相碰时，小球B的速度．
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    （1）当小球A、C第一次相碰时，小球B的速度．
    （2）当三个小球再次处在同一直线上时，小球B的速度．
    （3）运动过程中小球A的最大动能EKA和此时两根绳的夹角θ．
    （4）当三个小球处在同一直线上时，绳中的拉力F的大小．

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