题干

宁波高中科技新苗项目的同学在一个连锁机关游戏中,设计了一个如图所示的起始触发装置:AB段是长度连续可调的竖直伸缩杆,BCD段是半径为R的四分之三圆弧弯杆,DE段是长度为2R的水平杆,与AB杆稍稍错开。竖直杆外套有下端固定且劲度系数较大的轻质弹簧,在弹簧上端放置质量为m的套环。每次将弹簧的长度压缩至P点后锁定,设PB的高度差为h,解除锁定后弹簧可将套环弹出,在触发器的右侧有多米诺骨牌,多米诺骨牌的左侧最高点QP点等高,且与E的水平距离为x(可以调节),已知弹簧锁定时的弹性势能Ep=10mgR,套环P与水平杆DE段的动摩擦因数μ=0.5,与其他部分的摩擦可以忽略不计,不计套环受到的空气阻力及解除锁定时的弹性势能损失,不考虑伸缩竖直杆粗细变化对套环的影响,重力加速度为g。求:

(1)当h=7R时,套环到达杆的最高点C处时的速度大小;
(2)在(1)问中套环运动到最高点C时对杆作用力的大小和方向;
(3)若h在3R至10R连续可调,要使该套环恰能击中Q点,则x应该在哪个范围内调节?
上一题 下一题 0.65难度 解答题 更新时间:2018-04-27 09:51:25

答案(点此获取答案解析)