某滑塊彈射游戲裝置如圖所示，該裝置由固定在水平地面上的傾角θ=37°的直軌道OB、光滑圓弧軌道B'C'以及平臺(tái)CD組成，其中圓弧軌道在B'、C'兩點(diǎn)的切線分別與直軌道OB、平臺(tái)CD平行，BB'、CC'間的距離恰好能讓游戲中的滑塊通過。一根輕彈簧下端固定在直軌道OB的底端，質(zhì)量m=0.2kg的滑塊P緊靠彈簧上端放置，平臺(tái)右端D點(diǎn)處放置一質(zhì)量M=0.4kg的滑塊Q。已知圓弧軌道半徑R=1m,滑塊尺寸遠(yuǎn)小于軌道半徑，平臺(tái)CD長度LCD=1m,平臺(tái)離地高度h=2.5m,滑塊P與軌道OB、平臺(tái)CD間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1。
游戲中，游戲者將滑塊P壓縮彈簧到不同的程度，如果釋放滑塊P后，滑塊P能夠一直沿軌道運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)，與滑塊Q發(fā)生彈性正碰，且滑塊P停留在CD平臺(tái)上則視為游戲成功。
某次游戲中游戲者將滑塊P壓縮彈簧至A點(diǎn)，AB距離LAB=3m,釋放后滑塊P沿軌道運(yùn)動(dòng)，測得經(jīng)過C點(diǎn)的速度大小為vc'=4m/s。
（1）求該次游戲滑塊P經(jīng)過圓弧軌道C'時(shí)對(duì)軌道的壓力F；
（2）該次游戲中彈簧壓縮后具有的彈性勢能Ep；
（3）更改不同的彈簧壓縮程度，在游戲成功的條件下，求滑塊Q的落地點(diǎn)距D點(diǎn)的水平距離x的范圍。
【考點(diǎn)】動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問題；繩球類模型及其臨界條件；牛頓第三定律的理解與應(yīng)用；常見力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化；動(dòng)能定理的簡單應(yīng)用．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：131引用：3難度：0.4
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1．如圖所示，A球從距地面高h(yuǎn)=2.5m處由靜止釋放，同時(shí)B球從地面上以v0=5m/s的速度豎直上拋，二者在同一直線上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間后二者發(fā)生彈性正碰，之后B與地面發(fā)生正碰時(shí)在某裝置作用下迅速固定在地面上，已知兩球完全相同，重力加速度g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2025/1/6 0:30:5組卷：106引用：3難度：0.5 -
2．如圖所示，光滑水平面上有兩個(gè)相同的光滑弧形槽，左側(cè)弧形槽靜止但不固定，右側(cè)弧形槽固定，兩個(gè)弧形槽底部均與水平面平滑連接。一個(gè)小球從左側(cè)槽距水平面高h(yuǎn)處自由下滑，已知小球質(zhì)量為m,弧形槽質(zhì)量均為2m,下列說法正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/28 1:0:7組卷：265引用：1難度：0.7 -
3．“打羽毛球”是一種常見的體育健身活動(dòng)。當(dāng)羽毛球以4m/s的水平速度飛來時(shí)，運(yùn)動(dòng)員迅速揮拍以9m/s的水平速度迎面擊球，假設(shè)羽毛球和羽毛球拍的碰撞為彈性碰撞，且球拍的質(zhì)量遠(yuǎn)大于球的質(zhì)量，請(qǐng)估算羽毛球反彈的速度大小為（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/26 11:30:4組卷：102引用：2難度：0.8