高中物理电场问题

解法:如上图,分析A和B(蓝线)的受力情况。

(1)如果把A和B看成一个整体,AB的运动就是简谐运动(类似于匀速传动的汽车中的单摆)。

从题意可知,它们摆动的最大角度是60度,那么AB的平衡位置应该是30度,由此可以列出AB到O点的力矩平衡公式:

m2 * g * l/2 * cosθ= qE * l/2 * sinθ+m 1 * g * l/2 * cosθ+qE * l/2 * sinθ

可以进行整理:

E=mg/(2*q*tanθ)=√3mg/2q

(2)简谐振动的最大速度出现在平衡位置,由能量守恒定理可得:

0 = qE * L/2 *(1-cosθ)* 2+m 1 * g * L/2 * sinθ-m2 * g * L/2 * sinθ+(m 1+m2)v?/2

代入数据求解:

v=√[(2-√3)gl/3]