(分)某兴趣小组用如题25图所示的装置进行实验研究。他们在水平桌面I固定一内径为d的椭圆形玻璃杯,杯口I放置一直径为d ,质量为m 的均匀薄圆板,板内放一质量为2m的物块。板中心,物块均在杯的轴线,则物体与板间动摩擦因数为c,不考虑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L,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L的关系式,说明要使s更小,冲量应如何改变
(1) F>fmax
(2)
s=
(3)分子有理化得
s=
根据上式结果知:I越大,s越小.
(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
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-2mg(s+d)=mv12-mv02
对物块2mgs=(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=
根据上式结果知:I越大,s越小.
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(分)某兴趣小组用如题25图所示的装置进行实验研究。他们在水平桌面I固定一内径为d的椭圆形玻璃杯,杯口I放置一直径为d ,质量为m 的均匀薄圆板,板内放一质量为2m的物块。板中心,物块均在杯的轴线,则物体与板间动摩擦因数为c,不考虑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L,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L的关系式,说明要使s更小,冲量应如何改变
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