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高中物理
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综合题
1.
(2021高二下·顺德期末)
游乐场中某表演项目可简化为如图的过程,在空中搭有水平光滑的足够长平行导轨,导轨左侧有固定平台,质量
的小车紧靠平台右侧,长
的轻质刚性绳一端固定在小车底部的
点,质量
的表演者(视为质点)抓住绳另一端,使绳伸直后表演者从平台上与
点等高的A点由静止出发,当表演者向右摆到最高点时松手,他恰好切入倾角为
的光滑斜面,斜面底端固定劲度系数
轻弹簧组成的弹射装置(不计质量),自然状态时其上端
与斜面顶端
相距
,已知宽的弹性势能
与弹簧的形变量
满足
,重力加速度
,不计空气阻力。
(1) 为保证表演者的安全,求刚性绳至少要能承受多大拉力;
(2) 若表演者向右摆动到最高点时,绳与竖直方向的夹角为
,求
的值及表演者的速度大小;
(3) 假设弹簧始终在弹性限度范围内,求该过程中弹射装置的最大弹性势能
。
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广东省佛山市顺德区2020-2021学年高二下学期物理期末教学质量检测试卷