外,与平板的距离为h,让环自由下落,撞击平板,已知碰后环与板以相同的速度向下运动,使弹簧伸长( )
A.若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总动量守恒
B.若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总机械能守恒
C.环撞击板后,板的新的平衡位置与h的大小无关
D.在碰后板和环一起下落的过程中,它们减少的动能等于克服弹簧弹力所做的功
解析:环与板的碰撞是完全非弹性碰撞,总的机械能不守恒,B错;在撞击过程中,新的平衡位置是由环和板的重量决定,与高度的大小无关,C正确;环和板撞后一起下落,动能减小、重力势能减小,均转化为弹性势能,D错。
答案:AC
滑块类问题的分析
[例2] 某兴趣小组用如图1-5-3所示的装置进行实验研究。它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。
[解析] (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
圆板与物块相对静止,有f≤fmax
得F≤fmax
相对滑动的条件F>fmax。