咸阳市实验中学2023-2024学年度高二年级第二学期第三次月考物理

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咸阳市实验中学2023-2024学年度高二年级第二学期第三次月考物理试卷答案

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15.(18分)如图所示,光滑水平面上放置一轻质弹簧,弹簧的左端固定在挡板上,右端与小球甲(视为质点)接触不粘连,用一根轻质细线连接在挡板与小球之间,使弹簧处于压缩状态,且弹簧的压缩量为x0,,质量为的小球乙(视为质点)放置在甲的右侧。在水平面的下方固定放置一半径为r的圆管轨道,圆管的内径略大于乙的直径,D是轨道上圆心的等高点,EC是竖直直径,B、E是管口,管的内壁光滑。现突然烧断细线,弹簧恢复原长后甲与乙发生弹性碰撞,且碰撞刚结束时甲、乙的速度大小相等。乙从水平面的右边缘A点离开后,正好从管口B(与管口无碰撞)进入圆管,乙沿着管壁运动到E点,离开E点水平向左抛出后又能到达B点。已知BOC=60^,,弹簧的弹性势能Ep与弹簧的形变量x以及弹簧的劲度系数k之间的关系式为EP=12kx^2,重力加速度为;g,,求:(1)乙从E点到达B点时的速度大小;(2)A、B两点之间的高度差;(3)甲的质量以及弹簧的劲度系数。

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