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高中物理
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计算题
1.
(2024高二下·浙江期中)
小黄设计的某游戏装置如图所示。水平台面上固定一半径为
R
的光滑竖直圆轨道,在圆轨道右侧
C
处放置质量为0.5
m
的小滑块B,
CD
间相距为
l
。在平台右侧有质量为
m
的“
”形载物盘
E
, 用轻质细线通过定滑轮与静止在地面上质量也为
m
的物块
F
相连,载物盘距离地面高为
h
, 与水平台面处于同一水平面并且静止。游戏开始时,选择合适的压缩量让一质量为0.5
m
的小滑块A从弹射器1处弹射出去,恰好能经过圆轨道最高点,与静止在
C
点的滑块B发生碰撞,碰撞后A、B粘在一起运动到载物盘上时恰好静止,然后物块
F
上升碰到小平台,触动弹射器2(压缩量可调)将小平台
H
上的小球水平抛出,落在倾角为
θ
的斜面上。小平台
H
的右端恰好位于斜面底端
G
的正上方。已知滑块只与平台
CD
段有摩擦,不计空气阻力、细绳与滑轮的摩擦力。“
”型载物盘的宽度不计,且着地时立即静止,滑块、小球均可视为质点。
(1) 求
CD
段动摩擦系数
μ
;
(2) 求小平台
H
距离地面的最大高度
;
(3) 若小平台
H
在第(2)问的最大高度上,斜面的倾角范围为
, 要使小球在斜面上的着落点离抛出点距离最近,试求抛出初速度
与斜面倾角
θ
的关系。
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