当前位置: 高中物理 / 计算题
  • 1. (2024高一下·浙江月考) 如图所示是一弹射游戏装置,弹射轨道由水平轨道OA、半圆轨道ABBC、水平轨道CD平滑连接而成,其中轨道AB的半径为r , 圆心为 , 轨道BC的半径为2r , 圆心为A , 轨道CD离地高度为3r , 长度为4r。一轻质弹簧套在轨道OA上,左端固定在O点,弹簧处于自然伸长状态时其右端恰好在A点,整个轨道固定在竖直平面内(固定装置未画出)。在水平地面上的EF两点分别竖直固定两块相同的弹性挡板,两板平行正对、相距2r , 左侧挡板的上端紧靠D点。现将一个质量为m的小球(可视为质点)穿在轨道上,开始时小球处于A点(与弹簧右端接触而不拴连),用力把小球从A点推到P点,然后由静止释放,小球沿轨道运动后最终从D点离开。已知弹簧始终在弹性限度内,小球与轨道CD间的动摩擦因数为0.9,其余轨道摩擦均忽略不计,不考虑空气阻力和小球落到地面时的反弹,重力加速度为g

    1. (1) 当弹簧的弹性势能 , 小球刚到达C点时对轨道的压力;
    2. (2) 求小球从D点离开轨道时的最小速度;
    3. (3) 改变弹簧的压缩量且弹性势能最大值 , 请通过计算说明从D点抛出的小球能否与挡板无碰撞恰好落在F点?若能,请求出释放小球时的弹性势能大小;若不能,假设小球和挡板发生若干次碰撞后恰好落在F点,且小球与挡板碰撞时类似于光的反射,试推导出释放小球时弹簧具有的弹性势能与小球和挡板碰撞次数n之间的函数关系。

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