解题思路:(1)释放小球瞬间,对小球进行受力分析,由库仑定律与力的合成与分解可以求出小球A的电荷量.(2)对小球受力分析,由牛顿第二定律可以求出小球的加速度.(3)由动能定理求出小球到达最低点时的速度,然后由牛顿第二定律求出绳子的拉力.
(1)小球B刚释放瞬间,速度为零,
沿绳子方向上,小球受到的合力为零,
则mgcos60°=k
qAqB
L2,
代入数值,求得qA=5×10-6C;
(2)小球所受合力方向与绳子垂直,
由牛顿第二定律得:mgsinθ=ma,a=gsinθ=5
3m/s2;
(3)释放后小球B做圆周运动,两球的相对距离不变,库仑力不做功,
从释放小球到小球到达最低点的过程中,由动能定理得:mg(L-Lcos60°)=[1/2]mv2-0,
小球在最低点,由牛顿第二定律得:FT+k
qAqB
L2-mg=[mv2/L],
解得:FT=[3/2]mg=1.5N;
答:(1)小球A的带电荷量为5×10-6C;
(2)释放瞬间小球B的加速度大小为5
3m/s2;
(3)小球B运动到最低点时绳的拉力为1.5N.
点评:
本题考点: 机械能守恒定律;库仑定律.
考点点评: 释放小球瞬间,沿绳子方向小球受力平衡,小球所受合力沿与绳子垂直的方向.