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如圖所示為某種游戲裝置,在同一豎直平面內(nèi)有大圓圓弧軌道、小圓軌道和緩沖裝置固定在水平面上,兩個圓軌道均與水平面平滑連接且前后錯開,緩沖裝置中的輕質(zhì)彈簧右端固定于豎直墻面上,彈簧原長時左、右兩端點對應于平面上的點E、F,小球壓縮彈簧的距離不超過2r時,緩沖裝置可正常工作。游戲時把一質(zhì)量為m的小球(視為質(zhì)點)從同一豎直平面某點以初速度v0水平拋出,恰好從B點沿切線方向進入半徑為2r的大圓圓弧軌道,視為游戲成功。某次游戲中,小球以v0=
gr
從A點水平拋出,游戲成功,并經(jīng)最低點C進入半徑為r小圓軌道,離開圓軌道后沿水平面繼續(xù)向前運動并壓縮彈簧,直至小球速度減為0時彈簧的壓縮量x=r。已知BO兩點等高,圓軌道最低點至豎直墻面間總長度CF=7r,彈簧原長l=3r,軌道的CE段粗糙,其余均光滑,小球與軌道CE段之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,彈簧的彈性勢能Ep與形變量的平方成正比。
求:
(1)小球經(jīng)過圓軌道最高點D時對軌道的壓力;
(2)彈簧的壓縮量x=r時彈簧的彈性勢能;
(3)若小球的拋出點和初速度均可調(diào)節(jié),要保證游戲成功、緩沖裝置正常工作且小球不脫離軌道,求拋出點離水平面的最大高度。
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【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:28引用:1難度:0.4
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    發(fā)布:2024/12/15 8:0:1組卷:8引用:1難度:0.9
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    發(fā)布:2024/12/16 13:0:4組卷:151引用:1難度:0.5
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    發(fā)布:2024/12/22 9:30:3組卷:463引用:9難度:0.9
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