某興趣小組設計的連鎖機械游戲裝置如圖所示,左側有一固定的四分之一圓弧軌道,其末端B水平,半徑為3L,在軌道末端等高處有一質量為m的“
”形小盒C(可視為質點),小盒C與大小可忽略、質量為3m的物塊D通過光滑定滑輪用輕繩相連,左側滑輪與小盒C之間的繩長為2L;物塊D壓在質量為m的木板E左端,木板E上表面光滑,下表面與水平桌面向動摩擦因數μ=0.5(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),木板E右端到桌子右邊緣固定擋板(厚度不計)的距離為L;質量為m且粗細均勻的細桿F通過桌子右邊緣的光滑定滑輪用輕繩與木板E相連,木板E與定滑輪間輕繩水平,細桿F下端到地面的距離也為L,質量為0.25m的圓環(可視為質點)套在細桿F上端,環與桿之間滑動摩擦力和最大靜摩擦力相等,大小為0.5mg。開始時所有裝置均靜止,現將一質量為m的小球(可視為質點)從圓弧軌道頂端A處由靜止釋放,小球進入小盒C時剛好能被卡住(作用時間很短可不計),此時物塊D對木板E的壓力剛好為零。木板E與擋板相撞、細桿F與地面相撞均以原速率反彈,最終圓環剛好到達細桿的底部。不計空氣阻力,重力加速度為g,求:?
(1)小球與小盒C相撞后瞬間,小盒C的速度;
(2)木板E與擋板碰后,向左返回的最大位移;
(3)細桿F的長度。
【答案】(1)小球與小盒相撞后瞬間,小盒的速度大小為,方向水平向右;
(2)木板與擋板碰后,向左返回的最大位移為L;
(3)細桿的長度為L。
g
L
(2)木板與擋板碰后,向左返回的最大位移為
1
3
(3)細桿的長度為L。
【解答】
【點評】
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發布:2024/9/15 9:0:8組卷:23引用:1難度:0.4
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