Question

如图所示，均可视为质点的三个物体A、B、C穿在竖直固定的光滑绝缘细线上，A与B紧靠在一起（但不粘连），C紧贴着绝缘地板，

Answer 1

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x₁；

（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，即可求得电场力对B做的功．

（1）开始时A、B处于平衡状态，设BC之间的距离为x₁，则

(MA+MB)g＝k

qBqC

x12，代入数据可得：x₁=1.0m．

（2）经时间t，F变为恒力．A、B恰好分离，A、B间无相互作用，设BC之间的距离为x₂则

k

qBqC

x22−MBg＝MBa，代入数据可得：x₂=3.0m．

因为x2−x1＝

1

2at2，代入数据可得t=1s．

（3）以AB为系统，由动能定理可得

W_F+W_电-（M_A+M_B）g（x₂-x₁）=

1

2(MA+MB)v2

而v=at

代入数据可得：W_电=17.2J．

答：（1）静止时B与C之间的距离为1m；

（2）时间t为1s；

（3）B所受的电场力对B做的功为17.2J．

点评：

本题考点： 电势差与电场强度的关系；牛顿第二定律；库仑定律．

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．