如图为某挑战项目的示意图，其中弹射装置由弹射器和物块组成，质量分别为
和
。弹射装置被挑战者从滑道平台起点
由静止释放，从滑道
点冲出，当到达最高点
时，挑战者启动弹射器在极短时间将物块沿水平方向射出，且刚好水平进入右侧静置于光滑水平地面的质量为
的组合平台。如果弹射器落到下方宽度为
的缓冲保护区，且物块能到达右侧光滑
圆弧轨道，也不从组合平台左侧脱离，则视为挑战成功。已知平台
点离地高为
，
点与
点的水平距离与高度均为
，装置到最高
点时速度
，平台上表面的水平长度
，其与物块的动摩擦因数
，
为重力加速度。弹射器和物块均可视为质点，不计空气阻力。求；
(1)弹射装置在滑道上运动过程中，克服滑道阻力所做的功；
(2)若弹射器射出物块后能落到缓冲保护区内，则在
点弹射器对物块的冲量最大值；
(3)若要挑战成功，弹射器射出物块的速度大小应满足的条件。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】利用动量守恒及能量守恒解决（类）碰撞问题、动量定理的内容
【详解】（1）由
到
动能定理
解得
（2）弹射器射出物块后，其速度大小为
，向后平抛落入缓冲区，则
水平
竖直
得
由射出物块时弹射器受到水平冲量
则最大值
由弹射器射出物块的冲量
（3）若物块恰能进入圆弧，由动量守恒
由能量守恒
得
若物块恰能返回至装置
点，由动量守恒
由能量守恒
得
即物块的速度满足
考虑弹射器的安全，物块的速度需要满足
综合知挑战成功需要满足
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