安徽省太和中学高一上学期期末教学质量检测物理考试试卷

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安徽省太和中学高一上学期期末教学质量检测物理试卷答案

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15.(15分)如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板,其半径为2R、内表面光滑,挡板的两端A、B在桌面边缘,B与半径为R的固定光滑圆弧轨道CDE在同一竖直平面内,过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60^。。一质量为m的小球P以某一水平初速度由A点切入挡板内侧,在B点与另一个质量为2m的静止小球Q发生碰撞,碰后合二为一,从B点飞出桌面后,在C点沿圆弧切线方向进入轨道CDE内侧,并恰好能到达轨道的最高点D。小球P与桌面之间的动摩擦因数为12,重力加速度大小为g,忽略空气阻力,小物块可视为质点。求:(1)小物块在A点的初速度大小;(2)若在B点P与Q发生弹性碰撞,碰后Q从B点飞出桌面后,在C点沿圆弧切线方向进入轨道CDE内侧,并恰好能到达轨道的最高点D。小球P与桌面之间的摩擦力不计,小球P由A到B所受弹力的大小及合力的冲量的大小。