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高中物理
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综合题
1.
(2022高二下·丹东期末)
质量为3m的小车C静止于水平面上,小车上表面由水平轨道与半径为R的
圆轨道平滑连接组成。一个质量为m的小球B静止在小车的左端。用一根不可伸长、长度为L轻质细绳悬挂一质量也为m的小球A,小球A静止时恰好和B接触,现将小球A向左拉到与悬点同一高度处(细线处于伸直状态)由静止释放,当小球A摆到最低点时与小球B刚好发生对心弹性碰撞,小球B水平冲上小车C恰好可以滑到轨道的最高点,(所有表面均光滑,A、B两小球半径r相等且r远小于L与R,B与C作用过程中没有机械能损失),求:
(1) 小车C上的圆轨道半径R为多大?
(2) 若将悬点的位置提高至原来的4倍,使绳长变为4L,再次将小球A向左拉到与悬点等高处(细线处于伸直状态)由静止释放,小球A与小球B对心弹性相碰后,小球B上升过程中距圆轨道最低点的最大高度为多少?
(3) 在(2)条件不变情况下,若小车C的质量为M(M与m的关系未知),试通过计算说明小球B再次返回小车左端时可能的速度?
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