1.
(2022·長寧模擬)
圖(a)是一個(gè)電動(dòng)竹蜻蜓,質(zhì)量為m,下方的圓球里有電動(dòng)機(jī)、電池、紅外線發(fā)射器等,打開電源后葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直的推進(jìn)力F,使玩具在空中飛行。該玩具有如下特性:
(ⅰ)如圖(b)所示,玩具后方射出與推進(jìn)力F方向相反的紅外線,由此可判定玩具與沿紅外線后方物體的距離h;
(ⅱ)①當(dāng)h>0.8m時(shí),推進(jìn)力F1=0.8mg;
②當(dāng)h≤0.8m時(shí),推進(jìn)力F2=1.25mg;
(ⅲ)忽略空氣阻力,玩具可視為質(zhì)點(diǎn)。
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(1)
若將玩具從距離地面h<0.8m處靜止釋放,在豎直方向形成機(jī)械振動(dòng),請(qǐng)通過分析、判斷,說明該運(yùn)動(dòng)是不是簡諧運(yùn)動(dòng)?
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(2)
若將玩具從距離地面h>0.8m處靜止釋放,保持在豎直方向運(yùn)動(dòng),為使其不撞擊到地面,h應(yīng)滿足什么條件?
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(3)
某同學(xué)將此玩具裝置進(jìn)行了改進(jìn),將玩具從離地面高度為4h0處靜止釋放,使玩具在豎直方向運(yùn)動(dòng),此時(shí)推進(jìn)力F隨離地面高度hx變化的關(guān)系如圖(c)所示。求玩具離地面多高處動(dòng)能最大?從釋放點(diǎn)到動(dòng)能最大處,推進(jìn)力做了多少功?
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