(2013•闵行区二模)如图所示,均可视为质点的三个物体A、B、C在倾角为30°的光滑斜面上,A与B紧靠在一起,C紧靠在

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  • 解题思路:(1)研究开始静止状态,对AB整体,合力为零,由平衡条件和库仑定律求解开始时BC间的距离L;

    (2)给A施加力F后,AB沿斜面向上做匀加速运动,当AB分离之后F成为恒力,当两者之间弹力恰好为零时,根据牛顿第二定律得到BC距离,由运动学位移公式求出时间t;

    (3)在时间t内,对AB运用动能定理求出电场力做功,即可求得系统电势能的变化量△EP

    (1)ABC静止时,以AB为研究对象有:

    (mA+mB)gsin30°=k

    qBqC

    L2

    解得:L=2m

    (2)给A施加力F后,AB沿斜面向上做匀加速运动,AB分离时两者之间弹力恰好为零,对B用牛顿第二定律得:

    k

    qBqC

    l2-mBgsin30°=mBa

    解得l=3m

    由匀加速运动规律得:

    l-L=

    1

    2at2

    解得:t=1s

    (3)AB分离时两者仍有相同的速度,设在时间t内电场力对B做功为WE,对AB用动能定理得:

    WF-(mA+mB)gsin30°(l-L)+WE=

    1

    2(mA+mB)v2

    又v=at

    得:WE=2.1J

    所以系统电势能的变化量△EP=-WE=-2.1J

    答:(1)开始时BC间的距离L是2m;

    (2)F从变力到恒力需要的时间t是1s;

    (3)在时间t内,力F做功WF=2.31J,求系统电势能的变化量△EP是-2.1J.

    点评:

    本题考点: 动能定理的应用;牛顿第二定律.

    考点点评: 本题的解题关键是抓住AB刚分离时弹力为零,运用牛顿第二定律BC间的距离,要善于挖掘隐含的临界状态,把握临界条件进行分析.

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