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高中物理
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综合题
1.
(2023·金华模拟)
如图是一种弹射游戏装置示意图,该装置配有小车,弹射器将小车弹出后依次沿两个半径不同、平滑连接但不重叠的光滑圆轨道1、2运动,接着冲上两段平滑连接的光滑圆轨道
CD
、
DE
, 直至从
E
点平抛落回与
C
点等高的水平面上。轨道1、2的圆心分别为
O
1
、
O
2
, 半径分别为
R
1
=20cm、
R
2
=10cm,
OA
为水平光滑轨道,
AC
为长度
L
=60cm的水平粗糙轨道,动摩擦因数
, 圆弧轨道
CD
、
DE
的半径均为
R
3
=20cm,对应圆心角
θ
均为37°,水平轨道与圆弧轨道
CD
相切于
C
点。可视为质点的小车质量
m
=0.1kg,游戏时弹射器将小车自
O
点以一定初速度弹出,轨道各部分平滑连接,
g
取10m/s
2
。
(1) 求小车通过轨道1最高点
B
的最小速度
;
(2) 改变弹射器对小车的冲量,但小车均能通过轨道1、2,写出小车通过轨道2最低点
A
时,受到轨道的支持力大小与弹射器对小车的冲量大小的关系式;
(3) 若小车能够通过轨道1,且小车整个运动过程均不脱离轨道,求小车从
E
点水平抛出后,其落到水平面上的点与
E
点水平距离
x
的范围。
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