22.
(2021高一下·浙江期中)
“哥德堡裝置”是一種被設(shè)計(jì)的非常復(fù)雜的機(jī)械組合,通常以迂回曲折的方法去完成一些非常簡(jiǎn)單的任務(wù),例如開燈、倒水等,設(shè)計(jì)者必須計(jì)算精確,令機(jī)械的每個(gè)部件都能夠準(zhǔn)確發(fā)揮功用,否則將導(dǎo)致原定任務(wù)不能達(dá)成,故其也常被稱為多米諾裝置的進(jìn)階版。如圖所示為某哥德堡裝置興趣小組所設(shè)計(jì)的部分裝置示意圖。質(zhì)量m=0.05kg的小鋼珠(視為質(zhì)點(diǎn))用長(zhǎng)度L=0.2m的輕繩拴著在豎直面內(nèi)繞O做圓周運(yùn)動(dòng),最低點(diǎn)A離桌面的高度為H=0.25m。鋼珠在A處輕繩恰好斷開,以
的速度水平拋出,不計(jì)空氣阻力,鋼珠飛出后恰好從B處切入一傾角為
的粗糙斜面上,鋼珠在斜面上所受的摩擦力為其對(duì)斜面正壓力的0.50倍,經(jīng)BC段的運(yùn)動(dòng),從C處小圓?。ê雎孕A弧的高度差)水平拋出,已知桌面距地面高為h
1=0.45m,鋼珠在拋出后將與地面發(fā)生彈性碰撞,碰撞前后速度水平分量不變,速度的豎直分量大小不變,方向相反,若鋼珠在第一次碰撞前恰好掠過高為h
2=0.25m的擋板D,之后經(jīng)過一次碰撞又恰好掠過高為h
3=0.4m的擋板E,最后打中位于F處的電燈開關(guān)完成任務(wù)。求: