(1)ABC静止时,以AB为研究对象有:
(mA+mB)gsin30°=k
qBqC
L2
解得:L=2m
(2)给A施加力F后,AB沿斜面向上做匀加速运动,AB分离时两者之间弹力恰好为零,对B用牛顿第二定律得:
k
-mBgsin30°=mBa
qBqC
l2
解得 l=3m
由匀加速运动规律得:
l-L=
at21 2
解得:t=1s
(3)AB分离时两者仍有相同的速度,设在时间t内电场力对B做功为WE,对AB用动能定理得:
WF-(mA+mB)gsin30°(l-L)+WE=
(mA+mB)v21 2
又v=at
得:WE=2.1J
所以系统电势能的变化量△EP=-WE=-2.1J
答:(1)开始时BC间的距离L是2m;
(2)F从变力到恒力需要的时间t是1s;
(3)在时间t内,力F做功WF=2.31J,求系统电势能的变化量△EP是-2.1J.