某弹射游戏装置如图甲所示，处于同一竖直平面内的三段光滑管道AB、BC、CD在B、C处平滑连接，其中AB段是直管，水平放置，BC、CD分别是半径为14R和R的圆弧管，管道上端出口D点切线水平且与水平面间距为R．长为L（可调）摩擦因数为μ=0.5的粗糙水平轨道DE与圆弧轨道相连于D点，弹射装置发射的小球可视为质点，质量为m,管道粗细可以忽略。
（1）若某次小球发射后刚好能到达D点，试求小球通过小圆弧最低点B时对轨道的压力是重力的多少倍；
（2）改变弹簧的压缩量，测得小球在D点时对轨道上侧的压力F与弹簧弹性势能EP之间的关系如图乙所示，试求小球的质量m和大圆弧半径R；
（3）在第（2）小题结果的基础上，现使弹簧储存EP=2J弹性势能，问应调节DE长度L为何值时，小球在水平面上的落点P（图中未画出）与D点水平距离最大？最大距离为多少。
1
4
R
【答案】见试题解答内容
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：75引用：3难度：0.5
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1．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后经过0.2s后又恰好与倾角为45°的斜面垂直相碰。已知半圆形管道的半径为R=1m,小球可看作质点且质量为m=1kg,g取10m/s2。（结果可以保留根号）
（1）求小球经过B点时的速率v；
（2）若使小球恰好到达B点，求小球刚进入管道时的速度vA。发布：2024/12/30 0:0:1组卷：60引用：3难度：0.7 -
2．如图所示，半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内，轨道的B端切线水平，且距水平地面高度为h=1.25m.现将一质量m=0.2kg的小滑块（可视为质点）从A点由静止释放，小滑块沿圆弧轨道运动至B点以v=5m/s的速度水平抛出，
g=10m/s2，求
（1）小滑块沿圆弧轨道运动的过程中所受摩擦力做的功是多少？
（2）小滑块经B点时对圆轨道的压力大小？
（3）小滑块着地时的速度大小和方向？发布：2024/12/30 0:0:1组卷：39引用：7难度：0.3 -
3．如图所示，光滑的水平面AB与光滑的竖直半圆形轨道BC平滑连接，半圆轨道半径R=0.2m,一个质量为m=0.5kg的物体放在A处，现作用一水平向右的恒力F，使物块由静止开始运动，当物体运动到B点时，撤去水平恒力F，物体恰好能通过半圆轨道的最高点C，并从C点水平抛出，后又落回A处，g取10m/s2，物体可视为质点。空气阻力不计。求：
（1）AB的长度L；
（2）物体在B点时对轨道的压力；
（3）力F的大小。发布：2024/12/30 0:0:1组卷：64引用：3难度：0.5
