题目内容

17.如图,一根用绝缘材料制成的轻弹簧,劲度系数为k,一端固定,另一端与以质量为m,带电荷量为q的物块A相连,系统处于水平向右匀强电场中,电场强度大小为E,物块A静止在光滑绝缘水平面上,现使电场反向,当物块速度再次变为零时,物块移动的距离为(  )
A.$\frac{qE}{k}$B.$\frac{2qE}{k}$C.$\frac{3qE}{k}$D.$\frac{4qE}{k}$

分析 小球做简谐运动,找出平衡位置,根据简谐运动的对称性关系进行分析讨论.

解答 解:开始时,A物体处于平衡状态,有:kx1=qE
当电场反向后,小球做简谐运动,在平衡位置,有:
kA=2qE
解得:A=2$\frac{Eq}{k}$
小球到达最右端时,弹簧的形变量为2倍振幅,即:x=2A=$\frac{4Eq}{k}$,故ABC错误,D正确;
故选:D

点评 求解振幅关键找到最大位移处与平衡位置之间的距离来确定.简谐运动常常利用对称性和周期性分析物理量的变化.

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