(19分)某興趣小組用如題25圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。他們在水平桌面上固定一內(nèi)徑為的橢圓形玻璃杯,杯口上放置一直徑為,質(zhì)量為的均勻薄圓板,板內(nèi)放一質(zhì)量為的物塊。板中心、物塊均在杯的軸線,則物體與板間動(dòng)摩擦因數(shù)為,不考慮板與杯口之間的摩擦力,重力加速度為g,不考慮板翻轉(zhuǎn).

(1)對板施加指向圓心的水平外力F,設(shè)物塊與板間最大靜摩擦力為,若物塊能在板上滑動(dòng). 求F應(yīng)滿足的條件.

(2)如果對板施加的指向圓心的水平外力是作用時(shí)間極短的較大沖擊力,沖量為,

  ①應(yīng)滿足什么條件才能使物塊從板上掉下?

  ② 物塊從開始運(yùn)動(dòng)到掉下時(shí)的位移為多少?

  ③根據(jù)的關(guān)系式說明要使更小,沖量應(yīng)如何改變.

 

(1)相對滑動(dòng)的條件         Ffmax

(2)設(shè)沖擊剛結(jié)束時(shí)圓板獲得的速度大小為v0,物塊掉下時(shí),圓板和物塊速度大小分別為v1v2,要使物塊落下,必須       v1v2

(3)I越大,s越小.

解析:解

       (1)設(shè)圓板與物塊相對靜止時(shí),它們之間的靜摩擦力為f,共同加速度為a

       由牛頓運(yùn)動(dòng)定律,有

       對物塊  f=2ma        對圓板           Ffma

       兩物相對靜止,有  ffmax

得    F≤fmax

相對滑動(dòng)的條件           Ffmax

(2)設(shè)沖擊剛結(jié)束時(shí)圓板獲得的速度大小為v0,物塊掉下時(shí),圓板和物塊速度大小分別為v1v2.

由動(dòng)量定理,有    Imv0

由動(dòng)能定理,有

對圓板-2mgsd)=mv12mv02

對物塊2mgs(2mv22-0

由動(dòng)量守恒定律,有

mv0mv1+2mv2

要使物塊落下,必須    v1v2

(3)由以上各式得

Im

s

分子有理化得

s

       根據(jù)上式結(jié)果知:I越大,s越小.

 

練習(xí)冊系列答案
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某興趣小組用如題25所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。他們在水平桌面上固定一內(nèi)徑為d的圓柱形玻璃杯,杯口上放置一直徑為d,質(zhì)量為m的勻質(zhì)薄原板,板上放一質(zhì)量為2m的小物體。板中心、物塊均在杯的軸線上,物塊與板間動(dòng)摩擦因數(shù)為,不計(jì)板與杯口之間的摩擦力,重力加速度為g,不考慮板翻轉(zhuǎn)。

(1)對板施加指向圓心的水平外力,設(shè)物塊與板間最大靜摩擦力為,若物塊能在板上滑動(dòng),求應(yīng)滿足的條件。

(2)如果對板施加的指向圓心的水平外力是作用時(shí)間極短的較大沖擊力,沖量為,

應(yīng)滿足什么條件才能使物塊從板上掉下?

②物塊從開始運(yùn)動(dòng)到掉下時(shí)的位移為多少?

③根據(jù)的關(guān)系式說明要使更小,沖量應(yīng)如何改變。

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(2)如果對板施加的指向圓心的水平外力是作用時(shí)間極短的較大沖擊力,沖量為,
應(yīng)滿足什么條件才能使物塊從板上掉下?
②物塊從開始運(yùn)動(dòng)到掉下時(shí)的位移為多少?
③根據(jù)的關(guān)系式說明要使更小,沖量應(yīng)如何改變.

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(1)對板施加指向圓心的水平外力F,設(shè)物塊與板間最大靜摩擦力為,若物塊能在板上滑動(dòng). 求F應(yīng)滿足的條件.

(2)如果對板施加的指向圓心的水平外力是作用時(shí)間極短的較大沖擊力,沖量為,

  ①應(yīng)滿足什么條件才能使物塊從板上掉下?

  ② 物塊從開始運(yùn)動(dòng)到掉下時(shí)的位移為多少?

  ③根據(jù)的關(guān)系式說明要使更小,沖量應(yīng)如何改變.

 

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(1)對板施加指向圓心的水平外力,設(shè)物塊與板間最大靜摩擦力為,若物塊能在板上滑動(dòng),求應(yīng)滿足的條件。

(2)如果對板施加的指向圓心的水平外力是作用時(shí)間極短的較大沖擊力,沖量為,

應(yīng)滿足什么條件才能使物塊從板上掉下?

②物塊從開始運(yùn)動(dòng)到掉下時(shí)的位移為多少?

③  根據(jù)的關(guān)系式說明要使更小,沖量應(yīng)如何改變。.

 

 

 

 

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