2024届衡水金卷先享题[信息卷](一)1理综(新教材C)答案5

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17.(14分)图a为某型号蛙式打夯机的实物图。打夯机工作过程中周期性地将夯头(连同支架)拾高到一定高度然后落下,把地面夯实。我们把实物图的右边部分简化为如图b所示的物理模型:底座A与支架固连在一起,支架的上方有一转轴O,轴上固定着一根硬杆,杆的另一端固定一个重球C,C的转动半径为r。为了简化,打夯机离地前与地面保持相对静止,设A的质量(包括支架)为M,重球C的质量为nn,其余各部件的质量都忽略不计。忽略空气阻力,重力加速度为g。(10为了使打夯机底座离开地面,重球的转速n至少为多大?(2)调整转速,当重球转动到半径与竖直方向的夹角为θ时,夯头A开始离开地面,求此时重球C的速率u0;(3)忽略打夯机其他部分的牵连和影响,仅以图b所示的模型计算,在(2)的转速下,从离地时刻算起,经过多长时间,A、C组成的系统的重心上升到最高点?

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