Question

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． $\frac{4qE}{k}$

Answer 1

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．