Question

【题目】如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电荷量为Q；质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电荷量为q；A、B两点的距离为l0．释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为F=（k为静电力常量）、方向指向甲球的恒力作用，两球均可视为点电荷．

（1）求乙球在释放瞬间的加速度大小；

（2）求乙球的速度最大时两球之间的距离；

（3）请定性地描述乙球在释放后的运动情况（说明速度的大小变化及运动方向的变化情况）．

Answer 1

【答案】(1) (2) (3) 乙球先做远离甲球的运动，速度先增大后减小，然后又反向做速度先增大后减小的运动，返回到释放点B后，再重复前面的运动，之后就在B点和最远点之间做往复运动；

【解析】

乙球在释放瞬间竖直方向受力平衡，水平方向受到甲的静电斥力和F，根据牛顿第二定律求出其加速度大小；乙向左先做加速运动后做减速运动，当所受的甲的静电斥力和F大小相等时，乙球的速度最大，可求出两球间的距离；

解：(1)根据牛顿第二定律得：

又

可解得：

(2)当乙球所受的甲的静电斥力和F大小相等时，乙球的速度最大：

可解得：

(3) 乙球先做远离甲球的运动，速度先增大后减小，然后又反向做速度先增大后减小的运动，返回到释放点B后，再重复前面的运动，之后就在B点和最远点之间做往复运动；