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高中物理
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综合题
1.
(2023高一下·台州期中)
如图为某游戏装置的示意图。AB、CD均为四分之一圆弧,E为圆弧DEG的最高点,各圆弧轨道与直轨道相接处均相切。GH与水平夹角为θ=37°,底端H有一弹簧,A、O₁、O₂、D、O₃、H在同一水平直线上。一质量为0.01kg的小钢球(其直径稍小于圆管内径,可视作质点)从距A点高为h处的O点静止释放,从A点沿切线进入轨道,B处有一装置,小钢球向右能无能量损失的通过,向左则不能通过且小钢球被吸在B点。若小钢球能够运动到H点,则被等速反弹。各圆轨道半径均为R=0.6m,BC长L=2m,水平直轨道BC和GH的动摩擦因数μ=0.5,其余轨道均光滑,小钢球通过各圆弧轨道与直轨道相接处均无能量损失。某次游戏时,小钢球从O点出发恰能第一次通过圆弧的最高点E。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s
2
)求:
(1) 小钢球第一次经过C点时的速度大小v
C
;
(2) 小钢球第一次经过圆弧轨道最低点B时对轨道的压力大小F
B
(保留两位小数);
(3) 若改变小钢球的释放高度h,求出小钢球在斜面轨道上运动的总路程s与h的函数关系。
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