如图为某种鱼饵自动投放器的装置示意图,其下部
AB是一长为2
R的竖直细管,上部
BC是半径为
R的四分之一圆弧弯管管口,
C处切线水平,
AB管内有原长为
R、下端固定的轻质弹簧,在弹簧上端放置一粒质量为
m,可视为质点的鱼饵解除锁定后弹簧可将鱼饵弹射出去。投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5
R后锁定,此时弹簧的弹性势能为8
mgR(
g为重力加速度),不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,重力加速度为
g,求:
(1)鱼饵到达管口
C时的速度大小
v1;
(2)鱼饵到达管口
C时对管子的作用力大小和方向;
(3)已知地面比水面高出1.5
R,若竖直细管的长度可以调节,圆弧弯道管
BC可随竖直细管一起升降,求鱼饵到达水面的落点与
AB所在竖直线
OO′之间的最大距离
Lmax。
