半径分别为r=0.1m和R=2r=0.2m的两个质量不计的圆盘，共轴固定连接在一起，可以绕水平轴O无摩擦转动，大圆盘的边缘上固定有一个可看作质点的质量m=0.1kg的小球A，小圆盘上-物理

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半径分别为r=0.1m和R=2r=0.2m的两个质量不计的圆盘，共轴固定连接在一起，可以绕水平轴O无摩擦转动，大圆盘的边缘上固定有一个可看作质点的质量m=0.1kg的小球A，小圆盘上绕有细线，细线的另一端与放在光滑绝缘水平桌面上的带电小物块B水平相连，物块B的质量M=0.12kg，带电量为q=1.0×10^-4C，处于水平向左的匀强电场中，电场强度大小为E₀=10⁴N/C．整个系统在如图所示位置处于静止平衡状态，此时OA连线与竖直方向的夹角为θ．求：
（1）夹角θ的大小．
（2）缓慢顺时针转动圆盘，使小球A位于转轴O的正下方由静止释放，当圆盘转过45°角时物块B运动的速度多大？
（3）缓慢顺时针转动圆盘，使小球A重新回到转轴O的正下方，改变电场强度大小使其为E后由静止释放系统，物块B向左运动的最大距离s=

0.1π

m，则电场强度E多大？ 360优课网

题型：问答题难度：中档来源：不详

答案

（1）对物块B：T=qE0=1.0×10-4×104N=1.0N
对圆盘，由力矩平衡T•r=mg•2rsinθ
得sinθ=class="stub"T

2mg

=class="stub"1.0

2×0.1×10

=class="stub"1

，θ=30°
（2）对整个系统，由动能定理得
qE0•class="stub"π

r-mg•2r(1-cosclass="stub"π

)=class="stub"1

Mv2+class="stub"1

m(2v)2
代入数据，解得v=0.28m/s
（3）s=class="stub"0.1π

=rθm，圆盘转过的最大角度θm=class="stub"π

对整个系统，由动能定理qE•class="stub"π

r=mg•2r（1-cosclass="stub"π

）
解得E=class="stub"3

×104N/C=9.55×103N/C
答：（1）夹角θ的大小为30°．
（2）缓慢顺时针转动圆盘，使小球A位于转轴O的正下方由静止释放，当圆盘转过45°角时物块B运动的速度为0.28m/s．
（3）缓慢顺时针转动圆盘，使小球A重新回到转轴O的正下方，改变电场强度大小使其为E后由静止释放系统，物块B向左运动的最大距离s=class="stub"0.1π

m，电场强度E为9.55×103N/C．

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半径分别为r=0.1m和R=2r=0.2m的两个质量不计的圆盘，共轴固定连接在一起，可以绕水平轴O无摩擦转动，大圆盘的边缘上固定有一个可看作质点的质量m=0.1kg的小球A，小圆盘上-物理

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