Question

如图所示，三个质量均为m的小球相互间距均为L，若B小球带电量为-q，B小球带电量为+q，在水平外力F作用下，欲使三个小球在光滑水平面上保持间距L一起向F方向运动，则外力F=_________________，A小球带_______电，电量为_______________。

Answer 1

分析：三个质量相同的小球在各自相互作用下，一起向F方向加速运动．采用隔离法对小球受力分析，并用牛顿第二定律列出表达式，求出运动的加速度，再由整体法来确定外力F的大小．
解答：解：由题意可知，三个球必定有着相同的加速度
不妨设加速度向右，设A带负电，电量为Q
对C受力分析：向右B的力为 ，向左A的力 ，∴F_C=
对B受力分析：向左C的力 ， 向右A的力 ，∴F_B=
令=，（因为质量相等，受力相等即为加速度相等），解得Q=q
假设成立Q带正电（若假设不成立Q的值会是负的），结果B球所受力向左，与题意不符．
现根据算的电量求出合力为，在对A分析，向右只有F ，F-F_B-F_C=，解得F=
故答案为：；负；q
点评：根据各自受力情况分析，可确定A球的电性．同时由库仑定律与牛顿第二定律来确定A球的电量．本题还体现出整体法与隔离法对问题的研究．