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两带点小球A、B,均带点荷+Q,A球固定于绝缘天花板上,A、B用绝缘线连接,如图所示

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解决时间 2021-05-25 06:38
两带点小球A、B,均带点荷+Q,A球固定于绝缘天花板上,A、B用绝缘线连接,如图所示,将B从水平位置由静止释放,求B球运动到最低点时,绝缘线上的拉力大小。(A、B球的半径远小于L。)
最佳答案

根据受力分析,小球B运动到最低点时,受到自身的重力和绝缘线对小球的拉力,还有固定于绝缘天花板上的小球A对小球B的斥力。小球B运动到最低点时,向心力由受到的自身的重力,绝缘线对小球的拉力和小球A对小球B的斥力的合力提供。


小球B从水平位置由静止释放运动到最低点时,只有重力做功,库仑力不做功,所以机械能守恒。选取B球运动到的最低点所在的水平面为参考面。


设小球B的质量为m,小球B运动到最低点时的速度为v。


∵根据机械能守恒定律mgL=1/2mv^2……①


∴由①式得小球B运动到最低点时的速度v=√2gL


∴小球B运动到最低点时的向心力F向心=mv^2/L=2mgL/L=2mg


∵根据库伦定律得:


小球B运动到最低点时受到小球A的斥力F斥=kQ^2/L^2


又∵小球B运动到最低点时,向心力由受到的自身的重力,绝缘线对小球的拉力和小球A对小球B的斥力的合力提供。


即小球B运动到最低点时的向心力F向心=F-GB-F斥……②


∴由②式得小球B运动到最低点时绝缘线上的拉力大小


F=GB+F斥+F向心=mg+kQ^2/L^2+2mg=3mg+kQ^2/L^2

全部回答

我告诉你思路

首先由能量来做,库仑力不做功,重力时能减少的量=动能增加的量

mgL=1/2mv^2

在最低点绳子拉力F-mg-库仑力=(mv^2)/L

硬挨就可以了

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