如圖甲所示,在水平地面上固定一光滑的豎直軌道MNP,其中水平軌道MN足夠長,NP為半圓形軌道。一個質(zhì)量為m的物塊B與輕彈簧連接,靜止在水平軌道MN上;物體A向B運動,t=0時刻與彈簧接觸,到t=2t0時與彈簧分離,第一次碰撞結(jié)束;A、B的v-t圖像如圖乙所示。已知在0-t0時間內(nèi),物體B運動的距離為0.3v0t0。A、B分離后,B與靜止在水平軌道MN上的物塊C發(fā)生彈性正碰,此后物塊C滑上半圓形豎直軌道,物塊C的質(zhì)量為m,且在運動過程中始終未離開軌道MNP。已知物塊A、B、C均可視為質(zhì)點,碰撞過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi),重力加速度為g。求:
(1)半圓形豎直軌道半徑R滿足的條件;
(2)物塊A最終運動的速度;
(3)A、B第一次碰撞和第二次碰撞過程中A物體的最大加速度大小之比(彈簧的彈性勢能表達(dá)式為EP=12kΔx2,其中k為彈簧的勁度系數(shù),Δx為彈簧的形變量);
(4)第二次碰撞過程中,彈簧壓縮量的最大值。
E
P
=
1
2
k
Δ
x
2
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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