Question

光滑绝缘水平面上的带电小球A和B，质量分别为m₁=2 g、m₂=1 g；它们的带电荷量相等，q₁=q₂=10^-7C，A球带正电，B球带负电.

(1)现有水平恒力F₁向右作用于A球，这时A、B一起向右运动，且保持距离d=0.1 m不变，如图.试问F₁多大？它们如何运动？

(2)若水平恒力F₂向左作用于B球，两球一起向左运动，也保持距离d=0.1 m不变，如图.试问F₂多大？

Answer 1

解析：(1)两球保持不变，相互作用的静电力为恒力，

其大小为F=k=9×10⁹×N=9×10^-3 N.

F₁作用于A时，两球一起向右做匀加速直线运动，由B受力情况可求得加速度为

a₁=m/s²=9 m/s².

以A、B整体为研究对象，作用于A球向右的恒力为F₁=(m₁+m₂)a₁=(2×10^-3+1×10^-3)×9 N=2.7×10^-2N.

(2)当F₂作用于B时，由A球的受力情况得系统的加速度为a₂=m/s²=4.5 m/s².

所以F₂=(m₁+m₂)a₂=(2×10^-3+1×10^-3)×4.5 N=1.35×10^-2 N.

答案：(1)2.7×10^-2N  两球一起向右做匀加速直线运动 

(2)1.35×10^-2 N