1.如圖所示,軌道ABCD由半徑R
1=1.2m的光滑
圓弧軌道AB、長度L
BC=0.6m的粗糙水平軌道BC以及足夠長的光滑水平軌道CD組成。質(zhì)量m
1=2kg的物塊P和質(zhì)量,m
2=1kg的物塊Q壓縮著一輕質(zhì)彈簧并鎖定(物塊與彈簧不連接),三者靜置于CD段中間,物塊P、Q可視為質(zhì)點(diǎn)。緊靠D的右側(cè)水平地面上停放著質(zhì)量m
3=3kg的小車,其上表面EF段粗糙,與CD等高,長度L
EF=1.2m;FG段為半徑R
2=1.8m的
光滑圓弧軌道;小車與地面間的阻力忽略不計(jì)。P、Q與BC、EF間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5,重力加速度g取10m/s
2,現(xiàn)解除彈簧鎖定,物塊P、Q由靜止被彈出(P、Q脫離彈簧后立即撤走彈簧),其中物塊P進(jìn)入CBA軌道,而物塊Q滑上小車。不計(jì)物塊經(jīng)過各連接點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能損失。
(1)若物塊P經(jīng)過CB后恰好能到達(dá)A點(diǎn),求物塊P通過B點(diǎn)時(shí),圓弧軌道對(duì)物塊P的彈力大小;
(2)若物塊P經(jīng)過CB后恰好能到達(dá)A點(diǎn),求物塊Q沖出小車后離開G點(diǎn)的最大高度;
(3)若彈簧解除鎖定后,物塊Q向右滑上小車后能通過F點(diǎn),并且后續(xù)運(yùn)動(dòng)過程始終不滑離小車,求被鎖定彈簧的彈性勢(shì)能取值范圍。