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高中物理
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计算题
1.
(2023高三上·新会月考)
如图所示,在光滑水平桌面上静止着三个小滑块,滑块1和滑块2之间压缩一轻弹簧(滑块与轻弹簧之间不拴接),水平桌面的左端
A
处固定一个与桌面相切的,半径为
r
的光滑竖直圆管道(内径略大于滑块大小),水平桌面的右端
B
处与一光滑管道(内径略大于滑块大小)相切,管道末端与粗糙地面
CD
在
C
点平滑连接,
D
点处有竖直挡板。现释放被压缩的弹簧,滑块1和滑块2被弹出,滑块2弹出时的速度
, 滑块1和滑块3相碰后粘在一起,进入圆弧轨道,并恰好通过最高点
E
, 滑块2从
B
点进入光滑管道后,在水平轨道上与滑块4碰撞后粘在一起运动。已知滑块1和滑块3的质量
m
均为0.1kg,滑块2和滑块4的质量
M
均为0.2kg,且四个滑块均可看成质点,滑块与粗糙地面
CD
之间的动摩擦因数为0.5,
CD
的长度
。桌面和地面间高度差
。不考虑滑块与挡板碰撞时机械能损失。管道内径远小于圆形轨道半径,物块大小略小于管的内径,物块视为质点,空气阻力忽略不计,
。求:
(1) 被滑块1和滑块2压缩的弹簧的弹性势能:
(2) 光滑竖直圆轨道半径
r
和滑块1和滑块3通过
A
点时对管道的压力;
(3) 最终滑块2和滑块4停在距
D
点多远的位置。
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