如图所示,三个都可以视为质点的小球A、B、C穿在竖直固定光滑绝缘细杆上,A、B紧靠在一起,C在绝缘地板上,它们的质量分别为mA=2.32kg,mB=0.20kg,mC=2.00kg,其中A不带电,B、C的带电荷量分别为qB=+4.0×10-5C,qC=+7.0×10-5C,且电荷量都保持不变。开始时,三个小球均静止。现在给A一个竖直向上的拉力F,使它开始做加速度为a=4.0m/s2的匀加速直线运动,经过时间t,拉力F变为恒力。(重力加速度g=10m/s2,静电引力常量k=9×109N·m2/c2)求:
(1) 时间t;
(2)在时间t内,若B所受的电场力对B所做的功W=17.2J,则拉力F所做的功为多少?
解:(1)……④ (2分)
(2)WF=53.36(J) (2分)
解:(1)由于B、C之间存在相互作用的库仑排斥力作用,当用竖直向上的拉力F拉A匀加速运动时,B也跟着一起向上加速,经时间t,F变为恒力表明此时A、B恰分离,对B(设B、C间距为r2):……① (2分)
在用F拉A之前,A、B静止,(设此时B、C间距为r1),则
……② (2分)
由①②得:;(2分) (2分)
则A、B匀加速上升的位移……③ (2分)
由得……④ (2分)
(2)当A、B分离时,它们的速度VA= VB=at=4m/s……⑤ (2分)
从开始到A、B恰好分离时,由动能定理
WF+W库仑-(mA+mB)gs1=(mA+mB)VA2 ,其中W库仑=17.2(J)……⑥ (4分)
由⑤⑥得WF=53.36(J) (2分)
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如图所示,三个都可以视为质点的小球A、B、C穿在竖直固定光滑绝缘细杆上,A、B紧靠在一起,C在绝缘地板上,它们的质量分别为mA=2.32kg,mB=0.20kg,mC=2.00kg,其中A不带电,B、C的带电荷量分别为qB=+4.0×10-5C,qC=+7.0×10-5C,且电荷量都保持不变。开始时,三个小球均静止。现在给A一个竖直向上的拉力F,使它开始做加速度为a=4.0m/s2的匀加速直线运动,经过时间t,拉力F变为恒力。(重力加速度g=10m/s2,静电引力常量k=9×109N·m2/c2)求:
(1) 时间t;
(2)在时间t内,若B所受的电场力对B所做的功W=17.2J,则拉力F所做的功为多少?
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科目:高中物理 来源:湖北省八市2010年高三第一次联合联考理综物理 题型:计算题
如图所示,三个都可以视为质点的小球A、B、C穿在竖直固定光滑绝缘细杆上,A、B紧靠在一起,C在绝缘地板上,它们的质量分别为mA=2.32kg,mB=0.20kg,mC=2.00kg,其中A不带电,B、C的带电荷量分别为qB=+4.0×10-5C,qC=+7.0×10-5C,且电荷量都保持不变。开始时,三个小球均静止。现在给A一个竖直向上的拉力F,使它开始做加速度为a=4.0m/s2的匀加速直线运动,经过时间t,拉力F变为恒力。(重力加速度g=10m/s2,静电引力常量k=9×109N·m2/c2)求:
(1)时间t;
(2)在时间t内,若B所受的电场力对B所做的功W=17.2J,则拉力F所做的功为多少?
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科目:高中物理 来源:湖北省八市2010年高三第一次联合联考理综物理 题型:计算题
如图所示,三个都可以视为质点的小球A、B、C穿在竖直固定光滑绝缘细杆上,A、B紧靠在一起,C在绝缘地板上,它们的质量分别为mA=2.32kg,mB=0.20kg,mC=2.00kg,其中A不带电,B、C的带电荷量分别为qB=+4.0×10-5C,qC=+7.0×10-5C,且电荷量都保持不变。开始时,三个小球均静止。现在给A一个竖直向上的拉力F,使它开始做加速度为a=4.0m/s2的匀加速直线运动,经过时间t,拉力F变为恒力。(重力加速度g=10m/s2,静电引力常量k=9×109N·m2/c2)求:
(1) 时间t;
(2)在时间t内,若B所受的电场力对B所做的功W=17.2J,则拉力F所做的功为多少?
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