◎ 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10-3c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的正上方某处，现对C施加一竖直向上的力F，使B、C一起以2.5m/s2加速度竖直向上做匀加速运动．已知静电力常量为k=9×109Nm2/c2，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 qCqB r12 =(mB+mC)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 qCqB r22 -mBg=mBa     ② 设B经过时间t就要与C脱离，由x= 1 2 at2得： r2-r1= 1 2 at2      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WF 由功能关系得：W=-△EP=-（-4.0625）J=4.0625J     ⑤ 由动能定理得：W+WF-(mB+mC)g(r2-r1)= 1 2 (mB+mC)v2     ⑥ ④⑤⑥联立代入数据得：WF=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。