问题
问答题
如图所示，质量为m的小球A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为α，小球A带正电，电量为q，在杆上B点处固定一个电量为Q的正电荷．将A由距B竖直高度为H处无初速释放，小球A下滑过程中电量不变．不计A与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中．已知静电力恒量k和重力加速度g，求：
（1）A球刚释放时的加速度．
（2）当A球的动能最大时，求此时A球与B点的距离．
答案
（1）由牛顿第二定律得：mgsinα-F=ma，
由库仑定律得：F=k
，由几何知识得：r=Qq r2
，H sinα
解得：a=gsinα-
；kQqsin2α mH2
（2）当A球所受合力为零，加速度为零时，速度最大，动能最大．
设此时AB间距离为L，由平衡条件得：mgsinα=k
，Qq L2
解得：L=
；kQq mgsinα
答：（1）A球刚释放时的加速度为gsinα-
．kQqsin2α mH2
（2）当A球的动能最大时，A球与B点的距离为
．kqQ mgsinα