2023年高考全国乙卷理综第25题(3)的改编和拓展

一、原题呈现与改编(1)原题呈现如图1,一竖直固定的长直圆管内有一质量为M的静止薄圆盘。圆盘与管的上端口距离为l,圆管长度为20l。一质量为m=M/3的小球从管的上端口由静止下落,并撞在圆盘中心,圆盘向下滑动,所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等。小球在管内运动时与管壁不接触,圆盘始终水平,小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力,重力加速度大小为g。