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高中物理
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综合题
1.
(2021高一下·日照期末)
如图所示,一游戏装置由安装在水平面上的固定轻质弹簧、竖直圆轨道(在最低点
分别与水平轨道
和
相连)、斜轨道
组成,各部分平滑连接。游戏时,滑块从斜轨道
端点
由静止释放,沿斜轨道下滑经过圆轨道后压缩弹簧,然后被弹出,再次经过圆轨道并滑上斜轨道,循环往复。已知圆轨道半径
,滑块质量
且可视为质点,
长
,
长
,滑块与
之间的动摩擦因数
,滑块与其它轨道摩擦及空气阻力忽略不计,
取
。若某次游戏时释放点
距地面高度为
。
(1) 求滑块第一次通过最高点
时对轨道的压力;
(2) 求弹簧获得的最大弹性势能
;
(3) 通过计算分析滑块是否会脱离轨道,若脱离轨道,请求出脱离轨道时距离地面的高度,若不脱离轨道,请确定出滑块最终停止的位置。
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