题目内容

如图,足够长的光滑水平面,静止放置的小球A、B已知
mA
mB
=
2
3
,现给两小球分别带上电量为+qA、+qB,已知
qA
qB
=
2
1
.为了保持A、B两球的距离不变,我们可以在A球上施加水平向左的恒力F1,也可以在B球施加水平向右的恒力F2.则F1、F2的大小之比等于(  )
分析:先对小球A受力分析,根据牛顿第二定律求解加速度;再对整体受力分析,根据牛顿第二定律求解推力F1
然后对小球B受力分析,根据牛顿第二定律求解加速度;再对整体受力分析,根据牛顿第二定律求解推力F2
解答:解:要使两球在运动中保持相对位置不变,则两球的加速度相同,设B球质量为3m,设A球质量为2m,
在A球上施加水平向左的恒力F1
对A受力分析,受重力、支持力和静电引力,根据牛顿第二定律,有:a=
FC
2m
=
k2q2
2mr2

对A、B两个球整体分析,有:F1=(2m+3m)a=5m×
k2q2
2mr2
=
5kq2
r2

可以在B球施加水平向右的恒力F2
对B受力分析,受重力、支持力和静电引力,根据牛顿第二定律,有:a=
FC
3m
=
k?2q2
3mr2

对A、B两个球整体分析,有:F2=(2m+3m)a=5m×
k?2q2
3mr2
=
k?10q2
3r2

所以F1、F2的大小之比3:2;故C正确,ABD错误;
故选:C.
点评:本题关键是采用隔离法求解加速度,采用整体法求解拉力,基础题.
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