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牛顿运动定律的应用
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某兴趣小组用如图所示的装置进行实验研究。他们在水平桌面上固定一内径为d的圆柱形玻璃杯，杯口上放置一直径为d、质量为m的匀质薄圆板，板上放一质量为2m的小物块。板中心、
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
某兴趣小组用如图所示的装置进行实验研究。他们在水平桌面上固定一内径为
d
的圆柱形玻璃杯，杯口上放置一直径为
d
、质量为
m
的匀质薄圆板，板上放一质量为2
m
的小物块。板中心、物块均在杯的轴线上。物块与板间动摩擦因数为
μ
，不计板与杯口之间的摩擦力，重力加速度为
g
，不考虑板翻转。
(1)对板施加指向圆心的水平外力
F
，设物块与板间最大静摩擦力为
f
max
，若物块能在板上滑动，求
F
应满足的条件。
(2)如果对板施加的指向圆心的水平外力是作用时间极短的较大冲击力，冲量为
I
。
①
I
应满足什么条件才能使物块从板上掉下？
②物块从开始运动到掉下时的位移
s
为多少？
③根据
s
与
I
的关系式说明要使
s
更小，冲量应如何改变。
◎ 答案
解：（1）设圆板与物块相对静止时，它们之间的静摩擦力为
f
，共同加速度为
a
由牛顿运动定律，有对物块
f
＝2
ma，
对圆板
F
－
f
＝
ma
两物相对静止，有
f
≤
f
max
解得
F
≤
f
max
相对滑动的条件
F
>
f
max
(2)设冲击刚结束时圆板获得的速
度大小为
v
0
，物块掉下时，圆板和物块速度大小分别为
v
1
和
v
2
由动量定理，有
I
＝
mv
0
由动能定理，有：
对圆板－2
μmg
＝
mv
1
2
－
mv
0
2
对物块2
μmgs
＝
(2
m
)
v
2
2
－0
由动量守恒定律，有
mv
0
＝
mv
1
＋2
mv
2
要使物块落下，必须
v
1
>
v
2
由以上各式得
I
>
m
s
＝
分子有理化得
s
＝
μg
根据上式结果知：
I
越大，
s
越小。
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“某兴趣小组用如图所示的装置进行实验研究。他们在水平桌面上固定一内径为d的圆柱形玻璃杯，杯口上放置一直径为d、质量为m的匀质薄圆板，板上放一质量为2m的小物块。板中心、…”主要考查了你对 【牛顿运动定律的应用】，【动能定理】，【动量定理】，【动量守恒定律的应用】 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。
http://www.00-edu.com/html/202210/348680.html
十二生肖
十二星座
d、质量为m的匀质薄圆板，板上放一质量为2m的小物块。板中心、物块均在杯的轴线上。物块与板间动摩擦因数为μ，不计板与杯口之间的摩擦力，重力加速度为g，不考虑板翻转。
度大小为v0，物块掉下时，圆板和物块速度大小分别为v1和v2
＝
mv12－
mv02
(2m)v22－0
m
μg