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釣魚時甩桿后魚餌飛出的過程可想象成這樣的情景，開始時魚線水平向左伸展并以初始速率v₀向右運動（如圖a所示），當魚線端的魚餌水平向前運動時，魚線會彎折成水平的上下兩段（如圖b所示），上段魚線隨魚餌仍向前運動，而下段魚線則靜止，下段魚線的長度增加時上段魚線的長度減小（如圖c所示），直到魚線水平向右完全伸開（如圖d所示）．若不考慮空氣阻力等其它因素，則在上述過程中圖a中魚線的動能將逐漸集中于魚餌和長度不斷減小的上段魚線，已知初始速率v₀=6.0m/s，魚線長L=20m，魚餌的質量m=0.8g，假定魚線的質量分布均勻，其線密度（單位長度的質量）ρ=1.3g/m．關于上述魚餌飛出的過程，
（1）求出魚餌能達到的最大速率．
（2）采用已給出的x軸（原點在圖a中的魚餌處），寫出魚餌的速率隨x變化的函數式，并說明x的取值范圍．

在足夠長的光滑固定水平桿上，套有一個質量為m=0.5kg的光滑圓環．一根長為L=lm的輕繩，一端拴在環上，另一端系著一個質量為M=2kg的木塊，如圖所示．現有一質量為m₀=20g的子彈以v₀=1000m/s的水平速度射入木塊，子彈穿出木塊時的速度為u=200m/s，子彈與木塊作用的時間極短，取g=10m/s²．求：
（1）當子彈射穿木塊時，輕繩的拉力大小F；
（2）當子彈射穿木塊后，木塊向右擺動的最大高度h；
（3）當木塊第一次返回到最低點時，木塊的速度大小v_M．

在足夠長的光滑固定水平桿上，套有一個質量為m=0.5kg的光滑圓環．一根長為L=lm的輕繩，一端拴在環上，另一端系著一個質量為M=2kg的木塊，如圖所示．現有一質量為m₀=20g的子彈以v₀=1000m/s的水平速度射入木塊，子彈穿出木塊時的速度為u=200m/s，子彈與木塊作用的時間極短，取g=10m/s²．求：當子彈射穿木塊后，木塊向右擺動的最大高度h．