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高中物理
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计算题
1.
(2023高一上·杭州期末)
如图所示为一款游戏装置的示意图。由固定的竖直轨道
BCD
和水平轨道
CEFGH
两部分组成。竖直轨道为倾角
长
的粗糙斜面,水平轨道由长
的直轨道
EF
和两个半径为
R
的半圆轨道组成,半圆轨道的外侧均有光滑的圆弧挡板(图中未画出)。竖直轨道和水平轨道通过直轨道
CE
连接,所有轨道相互平滑连接。
G
和
H
之间的地面光滑,靠近
G
处放置与轨道等高、长度为
、质量为
的长木板。现将质量
、可视为质点的小滑块从
A
点以速度
水平抛出,恰好沿切线方向进入斜面
BC
, 并进入水平轨道,调节半圆轨道的半径
R
的大小,使滑块最终停在长木板上。已知滑块与斜面的动摩擦因数
, 与长木块上表面的动摩擦因数
, 其余阻力均忽略不计,长木板与
G
和
H
处的固定桩相碰后以原速率反弹,且碰撞时间极短,重力加速度
g
取
, 求:
(1) 滑块到达
B
点的速度大小;
(2) 滑块到达
C
点的速度大小;
(3) 长木板第一次与固定桩
H
相撞的速度大小;
(4) 半圆轨道半径
R
需要满足的条件。
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