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高中物理
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综合题
1.
(2023·浙江模拟)
如图所示,是一个小组设计的游戏装置,在A点左侧某处(大于弹簧原长)安装一弹簧发射器,质量为m的小滑块(可视为质点)P被弹簧弹出,滑上一质量为
长度为
的木板,木板所在平面AB长度为
, 木板碰到右边挡板(与木板等高)后立即停止运动,滑块运动到右边平面上时无机械能损失地进入并依次经过半径分别为r和R的两个半圆弧轨道,轨道AB与半圆弧轨道略有错开,滑块通过圆弧轨道E点之后水平进入一个质量为
半径为R的
凹槽,右侧足够远处有一直径为d的靶面,各环数对应的宽度相同,其最低点与凹槽最高点在同一水平面,当滑块运动到最高点时立即水平向右发射一束激光打在靶面上。滑块与木板之间的动摩擦因数为
, 木板与水平面之间的动摩擦因数为
, 其余接触面均光滑。其中
,
,
,
,
,
,
, 求:
(1) 滑块刚滑上木板时,滑块与木板各自的加速度大小;
(2) 当弹簧弹性势能为0.36J时,滑块与木板共速时木板的位移大小;
(3) 若滑块恰好可以通过E点,则滑块到达F点时对轨道的压力(F与圆心
连线和水平方向夹角为
);
(4) 在(3)条件下,在E点给小滑块一个水平向右的冲量,成绩能到6环(包括边界线)及以上时冲量的大小。
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