20.圖(a)是一個(gè)電動(dòng)竹蜻蜓,質(zhì)量為m,下方的圓球里有電動(dòng)機(jī)、電池、紅外線(xiàn)發(fā)射器等,打開(kāi)電源后葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直的推進(jìn)力F,使玩具在空中飛行。該玩具有如下特性:
(Ⅰ)如圖(b)所示,玩具后方射出與推進(jìn)力F方向相反的紅外線(xiàn),由此可判定玩具與沿紅外線(xiàn)后方物體的距離h;
(Ⅱ)①當(dāng)h>0.8m時(shí),推進(jìn)力F
1=0.8mg;②當(dāng)h≤0.8m時(shí),推進(jìn)力F
2=1.25mg;
(Ⅲ)忽略空氣阻力,玩具可視為質(zhì)點(diǎn)。
(1)若將玩具從距離地面h<0.8m處?kù)o止釋放,在豎直方向形成機(jī)械振動(dòng),請(qǐng)通過(guò)分析、判斷,說(shuō)明該運(yùn)動(dòng)是不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)?
(2)若將玩具從距離地面h>0.8m處?kù)o止釋放,保持在豎直方向運(yùn)動(dòng),為使其不撞擊到地面,h應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?
(3)某同學(xué)將此玩具裝置進(jìn)行了改進(jìn),將玩具從離地面高度為4h
0處?kù)o止釋放,使玩具在豎直方向運(yùn)動(dòng),此時(shí)推進(jìn)力F隨離地面高度h
x變化的關(guān)系如圖(c)所示。求玩具離地面多高處動(dòng)能最大?從釋放點(diǎn)到動(dòng)能最大處,推進(jìn)力做了多少功?