Question

如圖，質(zhì)量為m的小球A穿在光滑絕緣細(xì)桿上，桿的傾角為α，小球A帶正電、電量為q，在桿上B點(diǎn)處固定一個(gè)電量為Q的正電荷，A、B間豎直高度為H，整個(gè)裝置處在真空中．將小球A由靜止釋放，A下滑過程中電量保持不變，則球剛釋放時(shí)的加速度大小為

gsinα-

kqQ(sinα)2

mh2

；下滑過程中，當(dāng)A球的動(dòng)能最大時(shí)，A球與B點(diǎn)的距離為

kqQ mgsinα

．（已知靜電力恒量為k、重力加速度為g）

Answer 1

分析：對(duì)A球受力分析，受到重力、支持力和靜電斥力，根據(jù)牛頓第二定律求加速度；小球A先加速下滑，當(dāng)靜電斥力等于重力的下滑分量時(shí)，小球速度最大，之后減速下降，再加速返回，減速返回到最高點(diǎn)，完成一次振動(dòng)，即在平衡位置速度最大．

解答：解：對(duì)小球受力分析，受到重力、支持力和靜電斥力，根據(jù)牛頓第二定律，有
mgsinα-F=ma
根據(jù)庫(kù)侖定律，有
F=k

qQ

( h sinα )2

解得
a=gsinα-

kqQ(sinα)2

mh2

到達(dá)平衡位置時(shí)，速度最大，根據(jù)平衡條件，有
mgsinα-k

qQ

x2

=0
解得
x=

kqQ mgsinα

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵對(duì)小球A受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律求解加速度，根據(jù)力與速度關(guān)系分析小球A的運(yùn)動(dòng)情況．