Question

【題目】如圖（甲）所示，A、B兩小物塊用不可伸長的絕緣細線連接，跨過光滑的定滑輪，A與 絕緣水平桌面之間的滑動摩擦因素、^=0.5, t=0時刻在圖（甲）裝置所在的空間加豎直向下的 電場（圖中未畫出），電場強度隨時間變化情況如圖（乙）所示，已知A、B均帶正電，帶電量qA=0.02C、qB=0.03C,質量mA=0.4kg、mB=0.1kg,重力加速度 g 取 10m/s2，A 與桌面之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，桌面足夠髙，細線足夠長，不計A、B之間的庫侖力影響,細線對A拉力的方向水平。

（1）若t1=2s時A、B均靜止，求A受到的摩擦力大小；

（2）求A、B即將開始運動的時刻t2;

（3）當t3=5s時，求細線對B的拉力大小。

Answer 1

【答案】（1）2.2N （2）2.5s （3）3.8N

【解析】（1）從圖乙可知，t1=2s時，E1=40N/C，對B進行受力分析，由平衡條件有：T1=mBg+qBE1；
對A進行受力分析，有：f1=T1
解得A受到的摩擦力大小為：f1=2.2N
（2）設A、B即將運動時的電場強度為E2，對B進行受力分析，由平衡條件有：T2=mBg+qBE2；
對A進行受力分析，有：f2=T2
又因為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，有：f2=μ（mAg+qAE2）
由圖乙知：E2=20t2．
解得：t2=2.5s
（3）當t3=5s時，電場強度 E3=100N/C，A、B加速度大小相等，對A進行受力分析，由牛頓第二定律可得：T3-μ（mAg+qAE3）=mAa
對B進行受力分析，由牛頓第二定律可得：mBg+qBE3-T3=mBa
解得：T3=3.8N