如图所示,在竖直向上的匀强电场中,有三个小球A、B、C依次用不可伸长的绝缘丝线相连接挂于O点,质量分别为5m、3m和2m.其中只有B球带电为-Q,电场的场强为E,现将AO线烧断,在烧断瞬间
问题描述:
如图所示,在竖直向上的匀强电场中,有三个小球A、B、C依次用不可伸长的绝缘丝线相连接挂于O点,质量分别为5m、3m和2m.其中只有B球带电为-Q,电场的场强为E,现将AO线烧断,在烧断瞬间.试求:
(1)A球的加速度大小;
(2)A、B球之间线的张力大小;
(3)B、C间线的张力大小.
答
(1)剪断OA时,由于B带电受向下的电场力作用,使AB向下加速运动,所以
以AB整体为研究对象,受力如图所示:
整体所受合力F合=8mg+QE
A的加速度a=
8mg+QE 8m
(2)对A进行受力分析如图:
A球所受合力FA=5mg+T
A 球产生的加速度:aA=
=a5mg+T 5m
根据牛顿第二定律有:FA=maA
代入整理得:T=
5QE 8
(3)由于电场力作用加速度向下且大于g,故此时BC绳间无作用力.
答:(1)A球加速度为
;8mg+QE 8m
(2)A、B球之间线的张力
5QE 8
(3)B、C间线的张力为零