Question

（18分）如圖所示，均可視為質(zhì)點的三個物體A、B、C穿在豎直固定的光滑絕緣細線上，A與B緊靠在一起（但不粘連），C緊貼著絕緣地板，質(zhì)量分別為M_A=2.32kg，M_B=0.20kg，M_C=2.00kg，其中A不帶電，B、C的帶電量分別為q_B  = +4.0×10^-5c，q_C =+7.0×10^-5c，且電量都保持不變，開始時三個物體均靜止�，F(xiàn)給物體A施加一個豎直向上的力F，若使A由靜止開始向上作加速度大小為a=4.0m/s²的勻加速直線運動，則開始需給物體A施加一個豎直向上的變力F，經(jīng)時間t 后， F變?yōu)楹懔�。已�?i>g=10m/s²，靜電力恒量k=9×10⁹N·m²/c²，求：

（1）靜止時B與C之間的距離；

（2）時間t的大小；

（3）在時間t內(nèi)，若變力F做的功W_F=53.36J，則B所受的電場力對B做的功為多大？

 

Answer 1

（1）x₂=3.0m

（2）t=1s.

（3）W_電= 17.2J

解析:（1）開始時A、B處于平衡狀態(tài)，設(shè)BC之間的距離為x₁，則

，代入數(shù)據(jù)可得：x₁=1.0m。       （4分）

經(jīng)時間t ， F變?yōu)楹懔Α?i>A、B恰好分離，A、B間無相互作用，設(shè)BC之間的距離為x₂則

，代入數(shù)據(jù)可得：x₂=3.0m。       （4分）

（2）則，代入數(shù)據(jù)可得t=1s.                  （2分）

（3）以AB為系統(tǒng)，由動能定理可得

      （4分）

而v=at                                              （2分）

代入數(shù)據(jù)可得：W_電= 17.2J。                           （2分）