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高中物理
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1. 某兴趣小组设计了一个玩具轨道模型如图甲所示,将一质量为m=0.5kg的玩具汽车(可以视为质点)放在O点,用弹簧装置将其从静止弹出,使其沿着光滑的半圆形竖直轨道OMA和ANB运动,BC、C´G是材料相同的水平面,其中BC段L
BC
=8m,CDEFC´是与C、C´(C、C´相互靠近且错开)点相切的竖直光滑圆形轨道。圆弧OMA的半径为r=1.0m,圆弧ANB和CDEFC´的半径均为R=2.0m。玩具小车与BC,C´G间的动摩擦因数均为μ=0.5(g取10m/s
2
)。求:
(1) 要使玩具汽车恰好不脱离圆弧轨道OMANB,压缩弹簧弹性势能E
p
;
(2) 在满足第(1)问的情况下,玩具汽车在C点对轨道的压力;
(3) 若在弹性限度内,弹簧的最大弹性势能E
pm
=50J,以C点为坐标原点,CG为
轴,从C到G方向为正方向,确定玩具小车不脱离整个轨道情况下弹簧弹性势能E
P
与玩具车停止位置坐标
的关系,并在图乙坐标上画出图像。
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