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高中物理
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计算题
1.
(2023高二上·宁波期末)
如图所示,轨道
由半径
的光滑四分之一圆弧轨道
、长度
的粗糙水平轨道
以及足够长的光滑水平轨道
组成。质量
的物块
和质量
的物块
压缩着一轻质弹簧并锁定
物块与弹簧不连接
, 三者静置于
段中间,物块
、
可视为质点。紧靠
的右侧水平地面上停放着质量
的小车,其上表面
段粗糙,与
等高,长度
;
段为半径
的四分之一光滑圆弧轨道;小车与地面间的阻力忽略不计。
、
与
、
间的动摩擦因数均为
, 重力加速度
, 现解除弹簧锁定,物块
、
由静止被弹出
、
脱离弹簧后立即撤走弹簧
, 其中物块
进入
轨道,而物块
滑上小车。不计物块经过各连接点时的机械能损失。
(1) 若物块
经过
后恰好能到达
点,求物块
通过
点时,物块
对圆弧轨道的弹力;
(2) 若物块
经过
后恰好能到达
点,试分析物块
能否冲出小车上的
点,若能冲出
点,求出物块
从飞离
点到再次回到
点过程中小车通过的位移;若物块
不能飞离
点,请说明理由;
(3) 若弹簧解除锁定后,物块
向右滑上小车后能通过
点,并且后续运动过程始终不滑离小车,求被锁定弹簧的弹性势能取值范围。
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