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题目
题型:福建省模拟题难度:来源:
某游乐场过山车模型简化为如图所示,光滑的过山车轨道位于竖直平面内,该轨道由一段斜轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R。可视为质点的过山车从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动。
(1)若要求过山车能通过圆形轨道最高点,则过山车初始位置相对于圆形轨道底部的高度至少要多少?
(2)考虑到游客的安全,要求全过程游客受到的支持力不超过自身重力的7倍,过山车初始位置相对于圆形轨道底部的高度不得超过多少?
答案
解:(1)设过山车总质量为M,从高度h1处开始下滑,恰能以v1过圆周轨道最高点,
在圆周轨道最高点有:
运动过程机械能守恒:
由①②式得:h1=2.5R
过山车初始位置相对圆形轨道底部的高度至少要2.5R
(2)设从高度h2处开始下滑,过圆周最低点时速度为v3
游客受到的支持力最大是FN=7mg,
最低点时:,运动过程机械能守恒:
由③④式得:h2=3R
过山车初始位置相对圆形轨道底部的高度不得超过3R。
核心考点
试题【某游乐场过山车模型简化为如图所示,光滑的过山车轨道位于竖直平面内,该轨道由一段斜轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R。可视为质点的过山车从斜轨道】;主要考察你对机械能守恒及其条件等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,半径r=0.5m的光滑圆轨道被竖直固定在水平地面上,圆轨道最低处有一小球(小球的半径比r小很多)。现给小球一个水平向右的初速度v0,要使小球不脱离轨道运动,v0应满足
[     ]
A.
B.
C.
D.
题型:浙江省模拟题难度:| 查看答案
如图甲所示,一半径R=1 m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道,与斜面相切于B处,圆弧轨道的最高点为M,斜面倾角θ=37°,t=0时刻有一物块沿斜面上滑,其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示,若物块恰能到达M点,(取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)物块经过B点时的速度VB
(2)物块与斜面间的动摩擦因数μ;
(3)AB间的距离SAB
题型:海南省模拟题难度:| 查看答案
竖直平面内光滑圆轨道外侧,一小球以某一水平速度v0从A点出发沿圆轨道运动,至B点时脱离轨道,最终落在水平面上的C点,不计空气阻力,下列说法中不正确的是
[     ]
A.在B点时,小球对圆轨道的压力为零
B.B到C过程,小球做匀变速运动
C.在A点时,小球对圆轨道压力大于其重力
D.A到B过程,小球水平方向的加速度先增加后减小
题型:江苏模拟题难度:| 查看答案
某校同学利用如图甲所示的实验装置研究一光滑小球运动时对轨道压力的规律,该装置位于竖直面内, 倾斜轨道AB和圆弧轨道BC在B点相切,圆轨道的半径为r,让质量为m的小球。从轨道AB上高H处的A点滑下,用力传感器测出小球经过最高点C时对轨道的压力。改变小球下滑的初速度v0,可测出小球经过最 高点C时对轨道压力F的对应值,g取10m/s2
(1)试写出压力F的大小随小球初速度v0变化的关系式;
(2)若测得小球质量m=0.2kg,圆弧半径r=0.4m,压力F的最小值为5N,试确定小球下落的高度H,并在乙图的坐标上定性地画出F-v0的图象。
题型:辽宁省模拟题难度:| 查看答案
如图所示为火车站装载货物的原理示意图。设AB段是距水平传送带装置高为H=5m的光滑斜面,水平段BC使用水平传送带装置,BC长L=8m,与货物的动摩擦因数为μ=0.6,皮带轮的半径为R=0.2m,上部距车厢底水平面的高度h=0.45m设货物由静止开始从A点下滑,经过B点的拐角处无机械能损失,通过调整皮带轮(不打滑)的转动角速度ω可使货物经C点抛出后落在车厢上的不同位置,取g=10m/s2,求:
(1)当皮带轮静止时,货物在车厢内的落地点到C点的水平距离;
(2)当皮带轮以角速度ω=20rad/s顺时针方向匀速转动时,货物在车厢内的落地点到C点的水平距离;
(3)试写出货物在车厢内的落地点到C点的水平距离s随皮带轮角速度ω变化关系,并画出s-ω图象。(设皮带轮顺时针方向转动时,角速度ω取正值,水平距离向右取正值)    
题型:上海模拟题难度:| 查看答案
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