问答题 如图所示,一质量为m、半径为r的均匀圆环初始在光滑平面上平动,平动速度为V0在t=0时刻碰到无限长的粗糙斜面发生完全弹性碰撞,圆环与斜面的动摩擦系数为μ。问:
问答题 质心的平动动能首次等于圆环转动动能时,圆环质心沿斜面移动了多长距离?
【正确答案】
1.由简单的力与力矩的分析(圆环绕中心轴的转动惯量I=mr2) 给出如下方程组:第一阶段:有滑动摩擦力,直到V11r。由动量定理得,

又由角动量定理得
初始条件为:v(t=0) =v0,ω(t=0) =0。
解得:
【答案解析】
问答题 圆环质心距光滑平面的最大高度?
【正确答案】第二阶段:纯滚动,静摩擦力与滑动摩擦力反向。同样有

己知速度关系式为v=ωr,
解得,
到达最高点时,第二阶段沿斜面滚动的距离为
圆环质心距离光滑平面的最大高度为:
【答案解析】