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高中物理
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综合题
1.
(2019·江苏模拟)
如图所示,足够大的水平光滑圆台中央立着一根光滑的杆,原长为L的轻弹簧套在杆上,质量均为m的A、B、C三个小球用两根轻杆通过光滑铰链连接,轻杆长也为L,A球套在竖直杆上.现将A球搁在弹簧上端,当系统处于静止状态时,轻杆与竖直方向夹角θ=37°.已知重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1) 求轻杆对B的作用力F和弹簧的劲度系数k;
(2) 让B、C球以相同的角速度绕竖直杆匀速转动,若转动的角速度为ω
0
(未知)时,B、C球刚要脱离圆台,求轻杆与竖直方向夹角θ
0
的余弦和角速度ω
0
;
(3) 两杆竖直并拢,A球提升至距圆台L高处静止,受到微小扰动,A球向下运动,同时B、C球向两侧相反方向在圆台上沿直线滑动,A、B、C球始终在同一竖直平面内,观测到A球下降的最大距离为0.4L.A球运动到最低点时加速度大小为a
0
, 求此时弹簧的弹性势能E
p
以及B球加速度的大小a.
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