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(10分).在游乐园坐过山车是一项惊险、刺激的游戏。游乐园“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示的装置演示。斜槽轨道ABEF与半径R=0.4m的竖直圆轨道(圆心为O)相连,ABEF分别与圆O相切于B、E点,C为轨道的最低点,斜轨AB倾角为37°。质量为m=0.1kg的小球从A点静止释放,先后经B、C、D、EF点落入小框。(整个装置的轨道均光滑,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

 (1)小球在光滑斜轨AB上运动的过程中加速度的大小;

 (2)要使小球在运动的全过程中不脱离轨道,A点距离最低点的竖直高度h至少多高及在C点时小球对轨道的压力?

解:

⑴(4分)小球在斜槽轨道AB上受到重力和支持力作用,合力为重力沿斜面向下的分力,由牛顿第二定律得  …………………………2分

m/s2………………………………………2分

⑵(6分)要使小球从A点到F点的全过程不脱离轨道,只要在D点不脱离轨道即可。

物体在D点做圆周运动临界条件是:     …………………1分

由机械能守恒定律得      …………………1分

解①②得A点距离最低点的竖直高度h至少为:

m ………………1分

CD由动能定理的:   ……………1分

C点对小球由牛顿第二定律得:  ……………………1分

联解①③④得轨道对小球得支持力N

由牛顿第三定律得小球在C点时小球对轨道的压力大小为6N,方向竖直向上…1分

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

在游乐园坐过山车是一项惊险、刺激的游戏.游乐园“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示的装置演示.斜槽轨道AB、EF与半径R=0.4m的竖直圆轨道(圆心为O)相连,AB、EF分别与圆O相切于B、E点,C为轨道的最低点,斜轨AB倾角为37°.质量为m=0.1kg的小球从A点静止释放,先后经B、C、D、E到F点落入小框.(整个装置的轨道均光滑,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)小球在光滑斜轨AB上运动的过程中加速度的大小;
(2)要使小球在运动的全过程中不脱离轨道,A点距离最低点的竖直高度h至少多高及在C点时小球对轨道的压力?

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科目:高中物理 来源: 题型:

在游乐园坐过山车是一项惊险、刺激的游戏.游乐园“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示的装置演示.光滑斜槽轨道AD与半径为R=0.1m的竖直圆轨道(圆心为O)相连,AD与圆O相切于D点,B为轨道的最低点,∠DOB=37°.质量为m=0.1kg的小球从距D点L=1.3m处由静止开始下滑,然后冲上光滑的圆形轨道(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)小球通过B点时对轨道的压力的大小;
(2)试分析小球能否通过竖直圆轨道的最高点C,并说明理由.

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(2008?佛山一模)在游乐园坐过山车是一项惊险、刺激的游戏.据《新安晚报》报道,2007年12月31日下午3时许,安徽芜湖方特欢乐世界游乐园的过山车因大风发生故障突然停止,16位游客悬空10多分钟后被安全解救,事故幸未造成人员伤亡.游乐园“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示的装置演示.斜槽轨道AB、EF与半径R=0.4m的竖直圆轨道(圆心为O)相连,AB、EF分别与圆O相切于B、E点,C为轨道的最低点,斜轨AB倾角为37°.质量为m=0.1kg的小球从A点静止释放,先后经B、C、D、E到F点落入小框.(整个装置的轨道均光滑,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)小球在光滑斜轨AB上运动的过程中加速度的大小;
(2)要使小球在运动的全过程中不脱离轨道,A点距离最低点的竖直高度h至少多高?

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科目:高中物理 来源: 题型:

在游乐园坐过山车是一项惊险、刺激的游戏.游乐园“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示的装置演示.斜槽轨道AB、EF与半径R=0.4m的竖直圆轨道(圆心为O)相连,AB、EF分别与圆O相切于B、E点,C为轨道的最低点,斜轨AB倾角为37°.质量为m=0.1kg的小球从A点静止释放,先后经B、C、D、E到F点落入小框.(整个装置的轨道均光滑,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)小球能通过D点的最小速度;
(2)要使小球在运动的全过程中不脱离轨道,A点距离最低点的竖直高度h至少多高
(3)在C点时小球对轨道的压力?

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在游乐园坐过山车是一项惊险、刺激的游戏。据《新安晚报》报道,2007年12月31日下午3时许,安徽芜湖方特欢乐世界游乐园的过山车因大风发生故障突然停止,16位游客悬空10多分钟后被安全解救,事故幸未造成人员伤亡。游乐园“翻滚过山车”的物理原理可以用如图10所示的装置演示。斜槽轨道AB、EF与半径R=0.4m的竖直圆轨道(圆心为O)相连,AB、EF分别与圆O相切于B、E点,C为轨道的最低点,斜轨AB倾角为37°。质量为m=0.1kg的小球从A点静止释放,先后经B、C、D、E到F点落入小框。(整个装置的轨道均光滑,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

   (1)小球在光滑斜轨AB上运动的过程中加速度的大小;

   (2)要使小球在运动的全过程中不脱离轨道,A点距离最低点的竖直高度h至少多高?

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