[超级全能生]名校交流2025届高三第三次联考(5189C)物理试题4

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试题答案

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16.(14分)如图所示,光滑水平地面上停放着一辆质量为M的小车,小车的左侧靠在竖直墙壁上,半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB的最低点B与水平轨道BD平滑相接,车的右端固定有一个轻质弹簧,水平轨道BC段粗糙,CD段光滑。现有一可视为质点的质量为m物块从A点正上方h=R处无初速度下落,恰好落小车上沿圆轨道滑动,然后沿水平轨道滑行,与弹簧相接触并压缩弹簧,最后又返回到B相对于车静止。已知M=3m,物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。求:(1)物块下落后由A滑至B处时,对轨道的压力大小;(2)水平轨道BC段的长度;(3)压缩弹簧过程中,弹簧所具有的最大弹性势能。

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