Question

【題目】某老師為演示物體的慣性，設計了如下實驗：

如圖所示，將直徑為的圓柱形透明容器固定在桌面上，容器高上方放質量為的條形薄板，在薄板上放一質量為的小物塊，物塊位于容器口的中心，現在力向右拉薄板，使物塊由板左端落下，掉到容器內已知薄板與物塊、薄板與容器間的動摩擦因數均為，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取．

為使物塊與薄板之間發生相對滑動，需要作用于薄板的恒力F大于多少？

某次實驗中，薄板加速度較大，結果物塊向右運動2cm時離開薄板，求物塊第一次與容器的撞擊點到容器底面中心的距離．

Answer 1

【答案】大于；

【解析】

(1)要使薄板發生相對運動，薄板的加速度要大于物塊的加速度，計算出加速度剛好相等時的加速度所需要的外力即為最小速度；

(2)先利用運動學公式計算出物塊的速度，再有平拋運動計算出水平位移，即可求解；

當發生相對滑動時兩者的摩擦力的大小為

兩者加速度相等設為a，對物塊由牛頓第二定律得

薄板與容器的摩擦力

對薄板有

聯立解得，

即需要作用于薄板的恒力應大于

小物塊向右運動時，獲得的速度設為v

由

小物塊做平拋運動，

水平位移

物塊與中心距離為