库仑定律与力学规律的综合应用举隅
2016-08-04张国斌
中学物理·高中 2016年7期
关键词:质量
张国斌

库仑定律作为独立的、基础的电学规律揭示了真空中点电荷间相互作用力所遵从的规律,引用库仑定律与万有引力定律的相似性,我们研究电场力的性质与能的性质这两方面电场的核心内容.不仅如此,库仑定律还直接应用于力学几大骨干规律,使力、电学综合题异彩纷呈.兹就库仑定律在力学骨干规律上的应用问题举例展示.
1 库仑定律在动力学上的应用
题例1 在光滑绝缘的水平面有甲、乙两带电小球,开始间距为L,已知甲的质量为m,在库仑力的作用下,它们由静止开始运动,开始时甲的加速度为a,乙的加速度为4a,经过一段时间,甲的加速度为a/4,那么这时两球相距多远?此时乙的加速度多大?乙的质量为多少?
解析 设乙球的质量为m′,甲、乙两球的电量分别为q1和q2,由牛顿第二定律并结合库仑定律,当两点电荷相距L时,有
点评 本题以两球间的相互作用为主线,将库仑定律与牛顿第二定律有机综合,重点考查库仑定律的平方反比特征及牛顿第二定律的即时性.在力电的动力学综合中是一个经典题型.
2 库仑定律在物体平衡上的应用
题例2 如图1所示,已知两带电小球A、B的电荷分别为QA、QB,质量mA=mB=m,都用长L的绝缘丝线悬挂在O点,静止时小球A紧靠绝缘墙壁,OA=OB=L,且A、B相距d.为使平衡时A、B间距离减为d/2,可采用以下哪些方法:
A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍
B.将小球B的质量增加到原来的4倍
C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半
D.将小球A、B的电荷量都……
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