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风洞实验室中可产生竖直向上、大小可调节的风力.一质量m=3kg的铁球可在两根金属条制作成的轨道上滚动,如图甲所示,从水平轨道的左侧看成铁球的情景如图乙所示.现将图甲装置置于风洞实验室中,其正视图如图丙...
题目内容:
风洞实验室中可产生竖直向上、大小可调节的风力.一质量m=3kg的铁球可在两根金属条制作成的轨道上滚动,如图甲所示,从水平轨道的左侧看成铁球的情景如图乙所示.现将图甲装置置于风洞实验室中,其正视图如图丙所示,轨道BF部分处于风场中,倾斜轨道AB、水平轨道CF足够长,竖直平面内圆轨道CDE的半径R=1m;水平轨道BC段长L=2m,轨道的每根金属条对铁球的阻力是铁球对每根金属条压力的k倍,k=0.5,且除轨道BC段外其它阻力不计,连接处均为平滑连接.(g=10m/s2)
(1)关闭风机(无风力),铁球在AB上某处由静止释放后滚动水平轨道B上,求水平轨道的每根金属条对铁球的阻力;
(2)关闭风机(无风力),铁球从AB上距水平轨道BC的高度h1=3m处由静止释放,铁球最终停在BC段的何处;
(3)铁球从AB上距水平轨道BC的高度h2=1.5m处由静止释放,到达B时通过光控装置打开风机,欲使铁球不脱离轨道运动到水平轨道CF段上,求铁球受风力F大小的调节范围.
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