取A、B、C三小球为研究系统,设小球质量为m,依牛顿运动定律,可知
(1)
取小球A为研究对象:
(2)
取A球和B球为研究对象:
(3)
由(2)(3)可得
解之(并考虑其电性)可得
将
代入式(2)可得
将a代入式(1) F=k
.
思路点拨:此题是库仑定律与牛顿运动定律相结合的问题.为保持三小球相对位置不变,则三小球必有相同的加速度.从A球入手分析可知:为使A球与C球有同方向加速度,C球上电荷的电性必与A球、B球的电性相反.
具体运算可选不同研究对象,分别按整体法或隔离体法列牛顿运动定律方程求解.
小结:由本题可以看出在求解带电体的问题时,与求解一般力学问题的基本方法(包括受力分析、隔离法等)和基本规律(牛顿运动定律)并没丝毫变化,只是研究对象为带电体,应考虑其所受静电力.另外在使用库仑定律计算作用力F时,一般不带入电荷的电性符号,即只计算其大小,然后再依电荷电性关系判断方向,这样在计算中不易出错.