如图甲所示,足够大水平面上存在方向水平的匀强电场,场强E随时间t周期性变化的规律如图乙所示(向右为正方向)。带电量
、质量
的小物块静止在电场区的左边缘,物块左侧镶嵌一个被压缩的小弹簧(图中未画出),弹簧势能
, 长
的轻杆可绕一端O在竖直面内自由转动,另一端固定质量
的不带电绝缘小球,O点位于小物块的正上方l处,将杆拉至水平由静止释放,小球下摆到最低点时撞击弹簧,弹簧瞬间恢复原长,小球被弹回,小物块开始向右运动,不计撞击时机械能的损失。以小物块刚开始运动时为t=0时刻,小物块可视为点电荷,所带电量始终不变,与水平面之间的动摩擦因数
, 忽略空气阻力,g取10m/s
2 , 求: