2024元旦到来之际,某科技馆设计制作了高度可调的“2024”灯带轨道和铺设在地面上点燃烟花的触动开关,通过滑块在轨道运动点亮灯带,撞击触动开关点燃烟花,喜气洋洋地迎接新年到来。如图所示,由四个等高数字组成的光滑细圆管灯带轨道,固定在竖直平面内,底端与水平地面相切,弹射装置将金属滑块1弹出,在粗糙水平直轨道AB上滑行距离s=1m后与在轨道“4”高度一半位置上静止的金属滑块2发生碰撞,碰后粘合为滑块组依次滑过“4202”,点亮“2024”的整个灯带轨道,最后从“2”字最高点水平抛出,落到地面时撞击触动开关,从而发射出璀璨绚丽的烟火。每个触动开关长度均为L=0.3m依次排列铺设在地面上,在其长度的任意区域内触动都能点燃烟花,点燃烟花管数y与段数n的函数关系为:y=3
n(n=1,2,3……)。已知轻弹簧贮存的弹性势能E
p=13.8J,两滑块质量相同为m=0.4kg,水平直轨道AB的动摩擦因数µ=0.25,(重力加速度g取10m/s
2;滑块1、2视为质点,碰撞时间极短;
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,
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,
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),求:
(1)碰撞后瞬间滑块组的速度大小;
(2)调节“2024”的高度,让“0”字半径,滑块组进入到“0”圆弧轨道最高点时对轨道的压力;
(3)改变“2024”的高度,高度h取值范围为多少时,滑块组能撞击触动开关点燃烟花;以及当高度h取何值时,发射烟花管数最多有多少管?
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