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高中物理
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综合题
1.
(2021高三上·温州月考)
如图所示,是一款考验“力度把控能力”游戏装置示意图。高为h=0.4m的水平台面左端固定发射小筒OA,筒壁光滑。可视为质点的小球质量m=0.2kg,静止在O处,通过手拍击对小球做功,进入后面的轨道。改变拍击力度,使小球获得不同的初动能。在AB段运动时,受到的阻力为0.5mg,长度为L=0.5m,BC和CD均为半径r=0.1m的四分之一光滑圆弧管道,DP段为半径R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道。PQ为竖直圆筒,筒口P与桌面等高,小球在圆筒内运动时所受阻力大小恒为f=1N,小球与筒底碰撞后以原速率反弹。发射小筒、圆弧管道和圆筒的内径都略大于小球直径,轨道的连接处均相切且平滑。求:
(1) 若拍击时,手对小球做功W
1
=1.2J,则球刚进入BC管道B点时对管道的压力;
(2) 小球从O处击出至第一次到达P过程恰好不脱离轨道,则拍击时手对小球做功W
2
为多少;
(3) 小球从O处击出至第一次到达P过程不脱离轨道的情况下,试讨论小球在PQ圆筒中运动的路程s与拍击时手对小球做功W的函数关系。
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