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高中物理
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综合题
1.
(2021·嘉兴模拟)
如图所示,在同一整直平面内有斜面、圆轨道和缓冲装置固定在水平地面上,斜面、圆轨道均与水平地面平滑连接,缓冲装置中的轻质弹簧右端固定于竖直墙面上,弹簧原长时左、右两端点对应于地面上的点D、E,滑块压缩弹簧的距离不超过2r时,缓冲装置可正常工作。一质量为m的滑块从足够长光滑斜面上离地
处的A点由静止开始下滑,经最低点B进入竖直圆轨道,离开圆轨道后沿水平面继续向前运动并撞击弹簧,直至滑块速度减为0时弹簧的压缩量
。已知圆轨道最低点至竖直墙面间总长度
,弹簧原长
,轨道的BE段粗糙,其余均光滑,滑块与轨道BE段之间的动摩擦因数恒为
,滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧的弹性势能E
p
与其劲度系数k和形变量x之间满足
(题中k未知)。
(1) 求滑块从
处下滑时,经过圆轨道最高点C时对轨道的压力大小;
(2) 要保证缓冲装置正常工作,求滑块开始下滑的最大离地高度;
(3) 在保证缓冲装置正常工作的同时,滑块又不脱离轨道且停留在BE段,h应满足什么条件?
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