解题思路:当电场力和重力所做的总功为零时,此时杆子转过的角度最大.当合力力矩为零时,转动的速度最大.
对系统运用动能定理,当电场力和重力做功的代数和为零时,两球组成的系统动能变化量为零,此时杆子转过的角度最大.
有:2mg•
l
2sin60°-mg•
l
2sin60°-2qE•
l
2(1-cos60°)=0
解得:E=
3mg
2q.
当合力力矩为零时,转动的速度最大.
则合力距为零时,有:2mg•
l
2cosθ=mg•
l
2cosθ+qE•
l
2sinθ×2
解得:θ=30°.
对系统运用动能定理得:2mg•
l
2sin30°-mg•
l
2sin30°-2qE•
l
2(1-cos30°)=[1/2•3mv2
解得:v=
2-
3
3gl]
故答案为:
3mg
2q,
2-
3
3gl
点评:
本题考点: A:电场强度 B:电场的叠加
考点点评: 本题考查了系统动能定理,以及力矩平衡问题,知道当系统动能变化量为零时,转过的角度最大,当合力距为零时,转动的速度最大.