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高中物理
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综合题
1.
(2022·浙江)
如图所示,在竖直面内,一质量m的物块a静置于悬点O正下方的A点,以速度v逆时针转动的传送带MN与直轨道AB、CD、FG处于同一水平面上,AB、MN、CD的长度均为l。圆弧形细管道DE半径为R,EF在竖直直径上,E点高度为H。开始时,与物块a相同的物块b悬挂于O点,并向左拉开一定的高度h由静止下摆,细线始终张紧,摆到最低点时恰好与a发生弹性正碰。已知m=2g,l=1m,R=0.4m,H=0.2m,v=2m/s,物块与MN、CD之间的动摩擦因数μ=0.5,轨道AB和管道DE均光滑,物块a落到FG时不反弹且静止。忽略M、B和N、C之间的空隙,CD与DE平滑连接,物块可视为质点。
(1) 若h=1.25m,求a、b碰撞后瞬时物块a的速度v
0
的大小;
(2) 物块a在DE最高点时,求管道对物块的作用力F
N
与h间满足的关系;
(3) 若物块b释放高度0.9m<h<1.65m,求物块a最终静止的位置x值的范围(以A点为坐标原点,水平向右为正,建立x轴)。
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