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高中物理
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综合题
1.
(2021高三上·驻马店月考)
如图所示,一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在竖直墙上,另一端与静止于A点质量为m的物块(视为质点)接触但不相连,开始时弹簧处于原长。物块与水平地面间的动摩擦因数为μ,地面与固定在竖直平面内、半径为R的光滑半圆弧轨道相切于B点。现给物块施加一方向水平向左、大小为F的恒力,使物块向左运动,当速度为零时,立即撤去恒力,一段时间后物块离开弹簧,到达半圆弧轨道最高点时对轨道的压力大小为mg(g为重力加速度的大小)最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧始终在弹性限度内。(弹簧的弹性势能可表示为
,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)
(1) 求物块向左移动的最大距离x
0
及物块和弹簧分离时物块的速度大小v;
(2) 求物块在B点的速度大小v和A、B两点间的距离x
1
;
(3) 若仅改变恒力F的大小,使物块能离开A点,求恒力F的范围。
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