江苏省苏州市2017届高三上学期期中调研物理试题及答案（word版） - 图文

18．（17分）在某星球上有一套如图甲所示的装置：水平面左侧竖直挡板上固定一轻质弹簧，弹簧自由状态下右端处于A位置。可视为质点的质量为M的小球1静止于A点但与弹簧不粘连。水平面右侧B点的正上方，有一长度为R且可绕水平转动轴O在竖直平面内旋转的轻杆，轻杆下端连着一质量未知的小球2，静止时小球2恰在B点。开始时使小球1向左压缩弹簧，而后静止释放，小球1运动到B眯后与杆上的小球2碰撞，并将其动能的一部分传递给小球2，使小球2在竖直平面内做圆周运动。利用装置上方的速度传感器和O点的力传感器，可测量小球运动到最高点的速度与小球在最高点时杆受弹力的大小（传感器未画出），多次压缩弹簧，重复上述过程，与传感器相连的计算机最后拟合出的Fv2图象如图乙所示，图像中的a、b、c为已知值。已知水平面AB段长L，与小球1之间的动摩擦因数为μ，其它部分摩擦不计，求： （1）小球2的质量m；

（2）当v2=c时，杆受小球弹力的大小和方向；

（3）若球1与球2相撞，球1动能的3/4传递给球2，球2运动到最高点时杆中弹力恰为0，这种情形下压缩弹簧所具有的最大弹性势能。 O ●

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A B