1、简答题  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=

参考答案：

（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=T2mg=1.02×0.1×10=12，θ=30°
（2）对整个系统，由动能定理得
qE0?π4r-mg?2r(1-cosπ4)=12Mv2+12m(2v)2
? 代入数据，解得v=0.28m/s
（3）s=0.1π3=rθm，圆盘转过的最大角度θm=π3
? 对整个系统，由动能定理qE?π3r=mg?2r（1-cosπ3）
? 解得E=3π×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=0.1π3m，电场强度E为9.55×103N/C．

本题解析：

本题难度：一般

2、实验题  如图为“研究有固定转轴物体的平衡条件”实验装置。
（1）在进行具体的操作前，应对力矩盘做检查，如检查力矩盘是否处在竖直平面内、_____________等。（请再写出一个）
（2）若图中三处分别用细线悬挂钩码后，力矩盘平衡。已知每个钩码所受的重力为1N，力矩盘上各同心圆的间距相等，则此时弹簧秤示数为_____________N。

参考答案：（1）摩擦力是否足够小，圆盘重心是否在转轴处等
（2）4.5

本题解析：

本题难度：一般

3、简答题  如图，OA是一根长为L=0.3m的轻质硬杆，其一端通过光滑铰链与竖直光滑墙面连接，另一端A固定一质量均匀分布的球B，O′点为球心，O、A、O′三点在一条直线上，B球半径为r=0.2m，质量为M=3.0kg．矩形物块C的厚度为d=0.1m，质量为m=2.0kg，物块与球面间的动摩擦因数为μ=0.4．现在物块下端施加一个竖直向上、大小为30N的力F，使物块保持静止．g=10m/s2．求：
（1）B球对物块C的摩擦力和压力的大小；
（2）撤去力F后，B球对物块C的摩擦力大小．

参考答案：（1）对于物块C：Ff=F-mg=10N，方向竖直向下．
B球处于力矩平衡状态：Mf+MN=MG
即Ffd+N

本题解析：

本题难度：一般

4、简答题  如图（a）所示，在电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中，有两个质量均为m的小球A、B（可被视为质点），被固定在一根绝缘轻杆的两端，轻杆可绕与电场方向垂直的固定转动轴O无摩擦转动，小球A、B与轴O间的距离分别为l、2l，其中小球B上带有电量为q的正电荷，小球A不带电．将轻杆转动到水平方向后，无初速释放，若已知

参考答案：（1）解题方法不正确
因为当小球A、B的速度达到最大时，整个系统处于力矩平衡状态．
当系统处于力矩平衡时：MGA+M电=MGB
设此时轻杆与竖直方向夹角为θ，则
mglsinθ+Eq2lcosθ=2mglsinθ
解得：tanθ=

本题解析：

本题难度：一般

5、选择题  如图所示，abc为质量均匀的直角等边曲杆，曲杆可绕c端的光滑铰链，在竖直平面内转动．若施加在a端的力F始终竖直向上，在曲杆顺时针缓慢转动900（从实线转到虚线）的过程中，力F的力矩M大小的变化情况是（　　）
A．一直M减小
B．M一直增大
C．M先减小后增大
D．M先增大后减小