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高中物理
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计算题
1.
(2024高三下·广西模拟)
如图,质量
的木板B静止在光滑水平面上,固定光滑弧形轨道末端与B的左端上表面相切,右侧的竖直墙面固定一劲度系数
的轻弹簧,弹簧处于自然状态,木板右端距离弹簧左端
。质量
的小物块A以
的速度水平向右与木板发生弹性碰撞(碰撞时间不计),当碰撞完成时,从弧形轨道某处无初速度下滑的滑块C恰好到达轨道末端,并以水平速度滑上B的上表面。木板足够长,物块C的质量
, 物块C与木板间的动摩擦因数
, 最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内,弹簧的弹性势能
与形变量
的关系为
。取重力加速度
, 结果可用根式表示。
(1) 求碰撞后物块A与木板B的速度大小;
(2) 若要保证木板B与弹簧接触之前C与B共速,求物块C在弧形轨道下滑的高度
的范围;
(3) 若
, 求木板与弹簧接触以后,物块与木板之间即将相对滑动时木板的速度大小;
(4) 若
, 木板与弹簧接触以后,从木板与物块开始相对滑动到木板与物块加速度再次相同时,所用时间为
, 求此过程中弹簧弹力的冲量大小。
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