题目内容

【题目】某老师为演示物体的惯性,设计了如下实验:

如图所示,将直径为的圆柱形透明容器固定在桌面上,容器高上方放质量为的条形薄板,在薄板上放一质量为的小物块,物块位于容器口的中心,现在力向右拉薄板,使物块由板左端落下,掉到容器内已知薄板与物块、薄板与容器间的动摩擦因数均为,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取

为使物块与薄板之间发生相对滑动,需要作用于薄板的恒力F大于多少?

某次实验中,薄板加速度较大,结果物块向右运动2cm时离开薄板,求物块第一次与容器的撞击点到容器底面中心的距离.

【答案】大于

【解析】

(1)要使薄板发生相对运动,薄板的加速度要大于物块的加速度,计算出加速度刚好相等时的加速度所需要的外力即为最小速度;

(2)先利用运动学公式计算出物块的速度,再有平抛运动计算出水平位移,即可求解

当发生相对滑动时两者的摩擦力的大小为

两者加速度相等设为a,对物块由牛顿第二定律得

薄板与容器的摩擦力

对薄板有

联立解得

即需要作用于薄板的恒力应大于

小物块向右运动时,获得的速度设为v

小物块做平抛运动,

水平位移

物块与中心距离为

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