(2010?虹口區(qū)一模)如圖所示,帶電量分別為4q和-q的小球A、B固定在水平放置的光滑絕緣細(xì)桿上,相距為d.若桿上套一帶電小環(huán)C,帶電體A、B和C均可視為點(diǎn)電荷.則小環(huán)C的平衡位置為
在AB連線的延長(zhǎng)線上距離B為d處
在AB連線的延長(zhǎng)線上距離B為d處
,若小環(huán)C帶電量為q,將小環(huán)拉離平衡位置一小位移x(|x|?d)后靜止釋放,試判斷小環(huán)C能否回到平衡位置
不能
不能
.(選填“能”或“不能”)
分析:由于A處放正點(diǎn)電荷,B處放負(fù)點(diǎn)電荷,根據(jù)同種電荷排斥,異種電荷吸引,
要使小環(huán)C處于平衡狀態(tài),對(duì)其小環(huán)C受力分析,去判斷所處的位置.
運(yùn)用庫(kù)侖定律結(jié)合力學(xué)平衡知識(shí)解決問題.
解答:解:(1)設(shè)C在AB連線的延長(zhǎng)線上距離B為l處達(dá)到平衡,帶電量為Q
由庫(kù)侖定律得:F=k
qQ
r2
有平衡條件得:Fc=
4kqQ
(d+l)2
+
-kqQ
l2
=0
解得:l1=-
d
3
d(舍去);l2=d
所以平衡位置為:l=d,即在AB連線的延長(zhǎng)線上距離B為d處
(2)若小環(huán)C帶電量為q,將小環(huán)向右拉離平衡位置一小位移x,小環(huán)受合力向右,不能回到平衡位置.若小環(huán)C帶電量為-q,將小環(huán)向右拉離平衡位置一小位移x,小環(huán)受合力向左,能回到平衡位置.所以不能回到平衡位置.
故答案為:在AB連線的延長(zhǎng)線上距離B為d處.不能.
點(diǎn)評(píng):解決此例應(yīng)用類似“同一直線上力的合成”知識(shí),并且巧妙的把二力平衡、庫(kù)侖定律和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)定義式等結(jié)合起來(lái).同時(shí),本例難度較大,要求解題者具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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3
4
.為使小球彈起后能上升到原來(lái)的高度H,則需在小球開始下落時(shí),在極短時(shí)間內(nèi)給它一個(gè)多大的初速度v0?
某同學(xué)對(duì)此解法是:由于只能上升
3
4
H,所以機(jī)械能的損失為
1
4
mgH,只要補(bǔ)償損失的機(jī)械能即可回到原來(lái)的高度,因此
1
2
mv02=
1
4
mgH,得v0=
1
2
g
H

你同意上述解法嗎?若不同意,請(qǐng)簡(jiǎn)述理由并求出你認(rèn)為正確的結(jié)果.

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3
2
mg
3
2
mg
,方向?yàn)?!--BA-->
豎直向上
豎直向上

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4
4
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