(18分)某校兴趣小组做了一个游戏装置,其简化模型如图。在A点,一个小的静态滑块可以被水弹出。

参见试题分析

测试分析:解法:小滑块刚好能通过圆轨道最高点的速度为V,由牛顿第二定律确定:

?①(1)

从b点到最高点,小滑块的机械能守恒:??②?(1)

从a到b的动能定理:?③?(1)

A点的速度为:(1)

(2)如果小滑块刚好停在C,从A到C的动能定理:④ (2分)

a点的速度是多少?(1)

如果小滑块停在BC段,应满足(1)。

如果小滑块可以通过C点,刚好穿过沟槽,使用平抛动作就是:

垂直方向:?⑤(1)

水平方向:⑥ (1分)

由动能定理从a到c:?⑦(2分)

解决方法:?(1)

所以初速度的范围是:然后呢?(1)

(3)以球和滑块为系统,根据题意,系统在A点完全非弹性碰撞前后的动量守恒:

8 (2分)

从E点到光滑斜坡的底部,球由动能定理决定:⑨(1)

结合(2)中问的速度范围,可以发现H的范围是:1.8m≤H≤3.2m,H≥5m(1分钟)。