Question

（2013•黄浦区一模）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，其带电量为Q；质量为m、带正电的乙球

Answer 1

解题思路：（1）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．

（2）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．

（3）根据动能定理求出静电力对乙球做功，即可得到其电势能的变化量．

（1）根据牛顿第二定律得 ma=

kQq

l20-F，又F=

kQq

4

l20 可解得：a=

3kQq

4m

l20

（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，

F=

kQq

4

l20=

kQq

x2 可解得x=2l₀

（3）根据动能定理得

1/2]mv_m²-0=W_电-W_F，

得 W_电=[1/2]mv_m²+W_F=[1/2]mv_m²+Fl₀=[1/2]mv_m²+[kQq

4l0

静电力做正功，电势能减少了

1/2]mv_m²+[kQq

4l0．

答：

（1）乙球在释放瞬间的加速度大小是

3kQq

4m

l20；

（2）乙球的速度最大时两球间的距离为2l₀；

（3）乙球从开始运动到速度为v_m的过程中电势能减少了

1/2]mv_m²+

kQq

4l0．

点评：

本题考点： 动能定理的应用；牛顿第二定律；库仑定律．

考点点评： 本题是牛顿第二定律、动能定理的综合，根据乙球的受力情况，分析其运动情况是解题的基础．