問題詳情:
如圖所示,一光滑絕緣細直杆MN,長爲L,水平固定在勻強電場中,電場強度大小爲E,方向與豎直方向夾角爲θ.杆的M端固定一個帶負電小球A,電荷量大小爲Q;另一帶負電的小球B穿在杆上,可自由滑動,電荷量大小爲q,質量爲m,現將小球B從杆的N端由靜止釋放,小球B開始向右端運動,已知k爲靜電力常量,g爲重力加速度,求:
(1)小球B對細杆的壓力的大小;
(2)小球B開始運動時加速度的大小;
(3)小球B速度最大時,離M端的距離.
【回答】
(1)qEcos θ+mg(2)(3)
【詳解】
(1)小球B在垂直於杆的方向上合力爲零,則有FN=qEcos θ+mg
由牛頓第三定律知小球B對細杆的壓力FN′=FN=qEcos θ+mg
(2)在水平方向上,小球所受合力向右,由牛頓第二定律得:
qEsin θ-=ma
解得:
(3)當小球B的速度最大時,加速度爲零,有:
qEsin θ=
解得:
知識點:庫倫定律
題型:解答題