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高中物理
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综合题
1.
(2021高二上·浙江月考)
某弹射游戏装置如图所示,光滑水平面上的弹簧一端与左侧墙壁连接,另一端与小滑块接触但不拴接。将滑块向左推至O点时弹簧被压缩并锁定,解除弹簧锁定后滑块会沿光滑的半径为R的半圆形轨道ABC和半径为
的半圆形轨道CDE运动,然后进入一段长为2R的粗糙水平轨道EFG,且轨道EFG和轨道ABC在B(F)处略有错开;端点G点在水平面内的投影为H,H右侧距离R处有一宽度也为R的沙坑JK。游戏者可以选择不同质量的小滑块(均可看成质点)进行弹射,但每次需将滑块向左推至O点才能锁定弹簧再发射。在学校组织的趣味运动会上,小勇第一次从O点发射质量为m的滑块,发现滑块刚好能够通过最高点C并最终停在G点处,已知重力加速度为g,求:
(1) 滑块刚好能够通过圆轨道最高点C时的速度大小;
(2) 小滑块与水平轨道EFG之间的动摩擦因数;
(3) 为了使滑块最终能落入沙坑中,小勇应该挑选滑块的质量范围。
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