如圖所示,一**遊戲裝置由安裝在水平臺面上的固定**器、豎直圓軌道(在最低點E分別與水平軌道和相連)、高度h可...
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問題詳情:
如圖所示,一**遊戲裝置由安裝在水平臺面上的固定**器、豎直圓軌道(在最低點E分別與水平軌道和相連)、高度h可調的斜軌道組成。遊戲時滑塊從O點*出,經過圓軌道並滑上斜軌道。全程不脫離軌道且恰好停在B端則視爲遊戲成功。已知圓軌道半徑,長,長,圓軌道和光滑,滑塊與、之間的動摩擦因數。滑塊質量m=2g且可視爲質點,**時從靜止釋放且*簧的**勢能完全轉化爲滑塊動能。忽略空氣阻力,各部分平滑連接。求
(1)滑塊恰好能過圓軌道最高點F時的速度大小;
(2)當且遊戲成功時,滑塊經過E點對圓軌道的壓力大小及*簧的**勢能;
(3)要使遊戲成功,*簧的**勢能與高度h之間滿足的關係。
【回答】
(1) (2) (3)
【詳解】
(1)滑塊恰過F點的條件:
解得:
(2)滑塊從E到B,動能定理:
在E點根據牛頓第二定律:
解得:
從O到B點,根據能量守恆定律:
解得:
(3)滑塊恰能過F點的**勢能:
到B點減速到0:
解得:
能停在B點,則:
解得:,此時
從O到B點:
其中
知識點:動能和動能定律
題型:解答題
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