Question

【題目】在一傾角為的光滑絕緣斜面上方，有平行于斜面向上的勻強(qiáng)電場，虛線MN為電場的上邊界，場強(qiáng)大小E＝V/m，MN上方有一長為L＝0.5 m的輕質(zhì)絕緣桿，桿的上下兩端分別固定一個(gè)小球A、B(可看成質(zhì)點(diǎn))，質(zhì)量均為m＝0.01 kg，A不帶電，B帶電荷量－q2＝C，B到MN的距離d＝0.4 m．現(xiàn)將A、B兩球由靜止釋放(g取10 m/s2)，求：

(1)小球B在勻強(qiáng)電場中，而A還未進(jìn)入電場時(shí)，兩小球的加速度大小；

(2)從開始運(yùn)動(dòng)到A剛要進(jìn)入勻強(qiáng)電場過程的時(shí)間。

Answer 1

【答案】(1)10m/s2　(2) 0.6 s

【解析】

(1)以A、B球以及桿整體做研究對象，由牛頓第二定律：

2mgsin30°＋q2E ＝2ma

解得：a＝10m/s2

(2)B未進(jìn)入電場前，設(shè)系統(tǒng)的加速度為a1，時(shí)間為t1，由牛頓第二定律有

解得t1＝0.4 s

B球進(jìn)入電場瞬間的速度為

從B球進(jìn)入電場至A球剛要進(jìn)入電場，設(shè)這段時(shí)間為t2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

解得t2＝0.2 s

從開始運(yùn)動(dòng)，至A球剛要進(jìn)入電場的時(shí)間為

t＝t1＋t2＝0.6 s.