2024届衡水金卷先享题 调研卷 新高考·河北 物理(一)1试题

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14.（16分）
如图所示半径为R的近滑竖直半圆轨道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P、Q（均可视为质点），中间夹着一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22R。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）若先拨掉固定小物块P的销句，再解除小物块PQ间的弹簧锁定，求小物块Q落在水平面时，落点到A点的距离。

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