Question

如图所示，均可视为质点的三个物体A、B、C在倾角为的光滑斜面上，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，质量分别为="0." 43 kg，="0.20" kg，＝0. 50 kg，其中A不带电，B、C的电量分别为且保持不变，开始时三个物体均能保持静止。现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A做加速度a="2.0" 的匀加速直线运动，经过时间t，力F变为恒力。已知静电力常量, 。

（1）求时间t；
（2）在时间t内，力F做功=" 2." 31J，求系统电势能的变化量。

Answer 1

,2. 1 J。

（1）A、B、C静止时，设B、C间距离为，则C对B的库仑斥力为，以A、B为研究对象，据力的平衡有，解得="2." 0 m
给A施加力F后，A、B沿斜面向上做匀加速直线运动，C对B的库仑斥力逐渐减小，A、B间的弹力也逐渐减小．经过时间t，A、B间距离为，两者间弹力减小到零，此后两者分离，力F变为恒力。则t时刻C对B的库仑斥力为，以B为研究对象，根据牛顿第二定律得，解得3. 0 m
根据匀加速直线运动位移一—时间关系得，即
（2）t时刻A、B仍具有共同速度
以A、B、C为研究对象，时间t内重力做功为
根据系统功能关系有
根据系统电势能的变化与库仑力做功的关系得
系统电势能的变化量为2. 1 J。