Question

问道物理整体法与隔离法的题..谢谢了

如图15所示，将质量分别为m、2m、3m的三个小球A、B、C用绝缘细线相连，其中B球带+Q电量，A、C两球不带电，并将A球固定住，三球均处于静止状态．A、B间细线的张力等于多少？在将A球从静止释放的一小段时间内，A、B间细线的张力等于多少？

Answer 1

第一问：
A球固定时A,B,C,三个球均处于静止状态
将B球C球及它们间的细线看成一个整体，他们受到重力G、向下的电场力F和AB段细线对B球向上的拉力作用N，此三力平衡.即：G+F+N=0
其中G=Gb+Gc=5mg
F=EQ
得 N=-(EQ+5mg)
A、B间细线的张力T与细线对B的拉力N大小相等
所以：A、B间细线的张力T=EQ+5mg
第二问：
A球静止释放小段时间内
由于B球受到电场力和重力作用它以加速度大于g向下运动,而C球只受到重力的作用做自由落体运动不与B同步，A球受到B球对细线的拉力与B球同步运动。
固此时把A、B两球看成一整体一起向下以加速度为a向下运动。
(m+2m)a=mg+2mg+EQ
a=(3mg+EQ)/3m=g+EQ/3m
A球：受到重力和A,B段细线的拉力的共同作用以g+EQ/3m的加速度向下运动
F合=ma F合=mg+F拉
所以 ma=mg+F拉
F拉=ma-mg
得 F拉=EQ/3
AB间细线的张力大小等于细线对A球的拉力
所以：A、B间细线的张力等于EQ/3

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Answer 2

Fab=5mg+EQ
将A球从静止释放,整体法;
合力EQ+6mg
加速度（EQ+6mg）/6m
隔离法分析A；
ma=mg+Fab=(EQ+6mg)/6
所以Fab=EQ/6

Answer 3

静止状态下，对BC整体 F=5mg+Eq 将A球从静止释放的一小段时间内(B未撞上C之前），对AB而言，受合力为Eq+3mg 其加速度大于重力加速度，C物体只能以重力加速度下落，故放开A后，BC间的细绳将松弛，C的运动不影响AB绳的拉力。AB的加速度为a=(Eq+3mg)/3m =Eq/3m+g 对A而言，根据牛顿第二定律：F+mg=ma F为绳的拉力，将a带入 F=ma-mg=Eq/3