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電場，虛線MN為電場的上邊界，場強大小E＝V/m，MN上方有一長為L＝0.5 m的輕質絕緣桿，桿的上下兩端分別固定一個小球A、B(可看成質點)，質量均為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．現將A、B兩球由靜止釋放(g取10 m/s2)，求：

(1)小球B在勻強電場中，而A還未進入電場時，兩小球的加速度大小；

(2)從開始運動到A剛要進入勻強電場過程的時間。

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未進入電場前，設系統的加速度為a1，時間為t1，由牛頓第二定律有

解得t1＝0.4 s

B球進入電場瞬間的速度為

從B球進入電場至A球剛要進入電場，設這段時間為t2，由運動學公式

解得t2＝0.2 s

從開始運動，至A球剛要進入電場的時間為

t＝t1＋t2＝0.6 s.