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高中物理
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综合题
1.
(2022高一下·泸州期末)
如图所示,一半径
的四分之一光滑圆弧曲面AB与水平面BC相切于B点,BC右端与内壁光滑、半径
的四分之一细圆管CD相切,管口D端正下方直立一根轻弹簧,轻弹簧下端固定,上端通过一锁定装置将弹簧压缩(压缩量
)。质量
的小滑块P在曲面最高点A处从静止开始下滑,到达曲面底端时与静止在该处的相同滑块Q发生弹性碰撞,滑块Q进入管口C端时与管壁间恰好无作用力,通过CD后触碰到弹簧,锁定装置立即自动解除。已知滑块与BC间的动摩擦因数
, 滑块尺寸略小于圆管内径且可被视为质点,重力加速度取
, 不计各处的空气阻力以及触碰弹簧的能量损失。求:
(1) 滑块P达到曲面底端与滑块Q碰撞前瞬间对轨道的压力
的大小;
(2) 水平面BC的长度s;
(3) 要使两滑块能发生第二次碰撞,弹簧原来储存的弹性势能
至少为多少?
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