Question

如圖所示，三個質量均為m的小球相互間距均為L，若B小球帶電量為-q，B小球帶電量為+q，在水平外力F作用下，欲使三個小球在光滑水平面上保持間距L一起向F方向運動，則外力F=_________________，A小球帶_______電，電量為_______________。

Answer 1

分析：三個質量相同的小球在各自相互作用下，一起向F方向加速運動．采用隔離法對小球受力分析，并用牛頓第二定律列出表達式，求出運動的加速度，再由整體法來確定外力F的大小．
解答：解：由題意可知，三個球必定有著相同的加速度
不妨設加速度向右，設A帶負電，電量為Q
對C受力分析：向右B的力為 ，向左A的力 ，∴F_C=
對B受力分析：向左C的力 ， 向右A的力 ，∴F_B=
令=，（因為質量相等，受力相等即為加速度相等），解得Q=q
假設成立Q帶正電（若假設不成立Q的值會是負的），結果B球所受力向左，與題意不符．
現根據算的電量求出合力為，在對A分析，向右只有F ，F-F_B-F_C=，解得F=
故答案為：；負；q
點評：根據各自受力情況分析，可確定A球的電性．同時由庫侖定律與牛頓第二定律來確定A球的電量．本題還體現出整體法與隔離法對問題的研究．