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高中物理
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计算题
1.
(2024高一上·杭州期末)
某游戏装置如图所示,由弹丸发射器、水平面、圆形轨道
(其中
略有错开)、两竖直放置的半圆形管道
及放置在水平地面上等腰直角斜面
构成.游戏者调节弹丸发射器,使弹丸(可视为质点)从A点水平发射经过圆形轨道
后,经D点进入半圆形管道,沿半圆形管道
从其顶点E水平飞出,击中等腰直角斜面
为过关(游戏过程中不考虑弹丸落地后的反弹过程)。已知弹丸质量
, 圆形轨道半径
, 半圆形管道半径
, 等腰直角斜面距半圆形管道的距离
, 直角斜面高
, 所有接触面均光滑,不考虑弹丸在管道里碰撞时的能量损失,求:
(1) 某次弹丸恰好过圆形轨道最高点
时的速度
;
(2) 某次弹丸运动至D点的速度为
, 则此时弹丸对管道的作用力
;
(3) 若某次弹丸过E点时对管道的作用力为0.5倍的重力,则弹丸会击中斜面吗?若会,则求出弹丸撞击在等腰直角斜面的位置;
(4) 若等腰直角斜面的高
及与半圆形管道的距离
可变,可使弹丸无碰撞沿等腰直角斜面的
面滑下,则求
与
需满足关系。
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