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高中物理
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1. 如图甲所示为一种叫“魔力陀螺”的玩具,其结构可简化为图乙所示。陀螺的质量为
, 铁质圆轨道的质量为
、半径为
,
用支架将圆轨道固定在竖直平面内,陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转,其余部分质量不计。陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道的半径方向,大小恒为
。不计摩擦和空气阻力,重力加速度为
g
。
(1) 若陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度为
, 求此时轨道对陀螺的弹力大小;
(2) 要使陀螺在轨道外侧运动到最低点时不脱离轨道,求陀螺通过最低点时的最大速度;
(3) 若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为
, 求固定支架对轨道的作用力大小。
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