12.两个带电小球AB,质量分别为m1m2,带有同种

电荷,带电荷量分别为q1q2.AB两球均放在光滑绝

缘的水平板上,A球固定,B球被质量为m3的绝缘挡

P挡住静止,AB两球相距为d,如图6-3-31所

示.某时刻起挡板P在向右的水平力F作用下开始向右做匀加速直线运动,加速度大

小为a,经过一段时间带电小球B与挡板P分离,在此过程中力F对挡板做功W.求:

(1)力F的最大值和最小值?

(2)带电小球B与挡板分离时的速度?

(3)从开始运动到带电小球与挡板P分离的过程中,电场力对带电小球B做的功?

解析:(1)开始运动时力F最小,以B球和挡板为研究对象,由牛顿第二定律得:

F1+k=(m3+m2)a

解得最小力为:F1=(m3+m2)ak 

B球与挡板分离后力F最大,以挡板为研究对象,由牛顿第二定律解得最大力为:F2

m3a.

(2)B球与挡板分离时,以B球为研究对象,由牛顿第二定律得:km2a   

B球匀加速直线运动的位移为:srd                    

由运动学公式得:v2=2as                        

由①②③联立解得,带电小球B与挡板分离时的速度为:

v= .

(3)设B球对挡板做功W1,挡板对B球做功W2,电场力对B球做功W3,在B球与挡板

共同运动的过程中,对挡板应用动能定理得:W+W1m3v2              

挡板对B球做的功W2=-W1                                  

B球应用动能定理得:W3+W2m2v2                          

由④⑤⑥联立解得电场力对B球做功为:

W3=(m2+m3)aW.

答案:(1)m3a (m3+m2)a

(2)

(3)(m2+m3)aW

 0  139173  139181  139187  139191  139197  139199  139203  139209  139211  139217  139223  139227  139229  139233  139239  139241  139247  139251  139253  139257  139259  139263  139265  139267  139268  139269  139271  139272  139273  139275  139277  139281  139283  139287  139289  139293  139299  139301  139307  139311  139313  139317  139323  139329  139331  139337  139341  139343  139349  139353  139359  139367  447348 

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