物理：力矩平衡经典例题

（14分）如图，一对平行金属板水平放置，板间距为d，上极板始终接地。长度为d/2、质量均匀的绝缘杆，上端可绕上板中央的固定轴0在竖直平面内转动，下端固定一带正电的轻质小球，其电荷量为q。当两板间电压为U₁时，杆静止在与竖直方向00′夹角=30⁰的位置；若两金属板在竖直平面内同时绕O、O′顺时针旋转=15⁰至图中虚线位置时，为使杆仍在原位置静止，需改变两板间电压。假定两板间始终为匀强电场。求:

（1）绝缘杆所受的重力G；
（2）两板旋转后板间电压U₂。
（3）在求前后两种情况中带电小球的电势能W₁与W₂时，某同学认为由于在两板旋转过程中带电小球位置未变，电场力不做功，因此带电小球的电势能不变。你若认为该同学的结论正确，计算该电势能；你若认为该同学的结论错误，说明理由并求W₁与W_2。
答案 :
（1）（2）（3），
一足够长的斜面，最高点为O点，有一长为l＝1.00 m的木条AB，A端在斜面上，B端伸出斜面外。斜面与木条间的摩擦力足够大，以致木条不会在斜面上滑动。在木条A端固定一个质量为M＝2.00 kg的重物（可视为质点），B端悬挂一个质量为m＝0.50 kg的重物。若要使木条不脱离斜面，在下列两种情况下，OA的长度各需满足什么条件？

①木条的质量可以忽略不计。
②木条质量为m′＝0.50 kg，分布均匀。
答案 :
① ②＞0.25 m