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高中物理
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综合题
1.
(2023高一下·宁蒗期末)
如图所示,一根轻弹簧左端固定于竖直墙上,右端被质量
m
=1 kg可视为质点的小物块压缩而处于静止状态,且弹簧与物块不拴接,弹簧原长小于光滑平台的长度.在平台的右端有一传送带,
AB
长
L
=5 m,物块与传送带间的动摩擦因数
μ
1
=0.2,与传送带相邻的粗糙水平面
BC
长
s
=1.5 m,它与物块间的动摩擦因数
μ
2
=0.3,在
C
点右侧有一半径为
R
的光滑竖直圆弧与
BC
平滑连接,圆弧对应的圆心角为
θ
=120°,在圆弧的最高点
F
处有一固定挡板,物块撞上挡板后会以原速率反弹回来.若传送带以
v
=5 m/s的速率顺时针转动,不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失.当弹簧储存的
E
p
=18 J能量全部释放时,小物块恰能滑到与圆心等高的
E
点,取
g
=10 m/s
2
.
(1) 求右侧圆弧的轨道半径
R
;
(2) 求小物块最终停下时与
C
点的距离;
(3) 若传送带的速度大小可调,欲使小物块与挡板只碰一次,且碰后不脱离轨道,求传送带速度的可调节范围.
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