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、
◎ 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。 (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fmax,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。 ①I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=2ma,对圆板F-f=ma 两物相对静止,有f≤fmax 解得F≤fmax 相对滑动的条件F>fmax (2)设冲击刚结束时圆板获得的速度大小为v0,物块掉下时,圆板和物块速度大小分别为v1和v2 由动量定理,有I=mv0 由动能定理,有: 对圆板-2μmg=mv12-mv02 对物块2μmgs=(2m)v22-0 由动量守恒定律,有 mv0=mv1+2mv2 要使物块落下,必须v1>v2 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。- 最新内容
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