(14分)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

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(14分)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45o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=,则电场强度E多大?

◎ 答案

(1)θ=30o(2)v=0.28m/s(3)9.55×103N/C

◎ 解析

(14分)
解:(1)对物块B:
(2分)
对圆盘,由力矩平衡   (2分)
得   ,    θ=30o     (1分)
(2)对整个系统,由动能定理
(3分)
代入数据,解得    v=0.28m/s                                 (2分)
(3)
对整个系统,由动能定理    qE·=mg·2r(1-cos)(2分)
解得E==9.55×103N/C                 (2分)
本题主要考查的是对动能定理的应用。分析清楚物体的运动状态,应用动能定理即可解出此题。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(14分)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…”主要考查了你对  【动能定理】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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