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高中物理
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综合题
1.
(2024·浙江)
一弹射游戏装置竖直截面如图所示,固定的光滑水平直轨道AB、半径为R的光滑螺旋圆形轨道BCD、光滑水平直轨道DE平滑连接。长为L、质量为M的平板紧靠长为d的固定凹槽EFGH侧璧EF放置,平板上表面与DEH齐平。将一质量为m的小滑块从A端弹射,经过轨道BCD后滑上平板并带动平板一起运动,平板到达HG即被锁定。已知R=0.5 m,d=4.4 m,L=1.8 m,M=m=0.1 kg,平板与滑块间的动摩擦因数μ
1
=0.6、与凹槽水平底面FG间的动摩擦因数为μ
2
。滑块视为质点,不计空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1) 滑块恰好能通过圆形轨道最高点C时,求滑块离开弹簧时速度v
0
的大小;
(2) 若μ
2
=0,滑块恰好过C点后,求平板加速至与滑块共速时系统损耗的机械能;
(3) 若μ
2
=0.1,滑块能到达H点,求其离开弹簧时的最大速度v
m
。
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