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如图所示，A和B是两个带有同种电荷小球，电量分别为10-3c和10-6c，C是不带电的绝缘木块，B的质量为2Kg，C的质量为3.625Kg，其中A固定在绝缘地面上，B、C恰能悬浮在A的正上方
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，A和B是两个带有同种电荷小球，电量分别为10
-3
c和10
-6
c，C是不带电的绝缘木块，B的质量为2Kg，C的质量为3.625Kg，其中A固定在绝缘地面上，B、C恰能悬浮在A的正上方某处，现对C施加一竖直向上的力F，使B、C一起以2.5m/s
2
加速度竖直向上做匀加速运动．已知静电力常量为k=9×10
9
Nm
2
/c
2
，求：
（1）B经过多长时间就要与C脱离．
（2）B在与C脱离前的运动过程中系统电势能减少了4.0625J，求外力F对物体做功为多少？
◎ 答案
（1）开始时，B、C恰能悬浮在A的正上方某处，
BC整体受重力和A对B的库仑力，由平衡得：
K
q
C
q
B
r
1
2
=(
m
B
+
m
C
)a
①
当BC间的作用力为零时BC开始分离，此时B受重力和A对B的库仑力，由牛顿第二定律得：
K
q
C
q
B
r
2
2
-
m
B
g=
m
B
a
②
设B经过时间t就要与C脱离，由
x=
1
2
a
t
2
得：
r
2
-
r
1
=
1
2
a
t
2
③
①②③联立代入数据求得 t=0.4s
（2）从开始到得B、C将要分离时速度为v，
则 v=at=2.5×0.4m/s=1m/s ④
设电场力做功为W，外力做功为W
F
由功能关系得：W=-△E
P
=-（-4.0625）J=4.0625J ⑤
由动能定理得：
W+
W
F
-(
m
B
+
m
C
)g(
r
2
-
r
1
)=
1
2
(
m
B
+
m
C
)v
2
⑥
④⑤⑥联立代入数据得：W
F
=10J
答：B经过0.4s就要与C脱离，外力F对物体做功为10J．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，A和B是两个带有同种电荷小球，电量分别为10-3c和10-6c，C是不带电的绝缘木块，B的质量为2Kg，C的质量为3.625Kg，其中A固定在绝缘地面上，B、C恰能悬浮在A的正上方…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】，【功能关系】，【库仑定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/341676.html
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