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2022届衡水金卷先享题 调研卷 全国乙卷A 理综(一)1试题

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25.(20分)

如图所示,半径为R的光滑竖直半圆轨道ABC与光滑的水平面平滑连接,半圆轨道的圆心为O,A、O、C三点在同一竖直线上。水平面上有两个小物块PQ(均可视为质点),中间夹着被压缩的轻弹簧且处于锁定状态,小物块P用销钉固定在水平面上,小物块P、Q的质量分别为2m和m。现解除小物块P、Q间的弹簧锁定,弹簧的弹性势能释放,小物块Q通过半圆轨道C点后落在水平面上,落点与A点的距离为2√2R。已知重力加速度为g,不计空气阻力。

(1)求小物块Q经过C点时半圆轨道对它的弹力大小
(2)求锁定时弹簧储存的弹性势能;
(3)若先拔掉固定小物块P的销钉,再解除小物块P、Q同的弹簧锁定,求小物块Q落在水平面时,落点到A点的距离。
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