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    如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图，弧形轨道末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接，两辆质量均为m的相同小车（大小可忽略），中间夹住一轻弹簧后连接一起，两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开，弹簧将两车弹开，其中后车刚好停在圆环最低点处，前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点．求：

    （1）前车被弹出时的速度．

    （2）把前车弹出过程中弹簧释放的弹性势能．

    （3）两车下滑的高度h．

     

    【答案】

     

    两车下滑高度h，由机械能守恒得

    （m+m）gh＝（m+m）v2  ①       

    两车在最低点弹开过程，由动量守恒得

    （m+m）v0＝0+mv1           ②

    设把两车弹开过程中弹簧释放的弹性势能为EP，由机械能守恒得

    EP+（m+m）v02 ＝m v2   ③ 

    前车从圆弧轨道最低点到达圆弧轨道最高点的过程，由机械能守恒得

    mv12 ＝mv22  + mg・2R   ④                                    

    前车恰能通过圆弧轨道最高点，由临界条件得

    mg＝             ⑤

    解①②③④⑤得 v1＝  EP＝mgR   h＝R  

     

    【解析】

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图，弧形轨道末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接，两辆质量均为m的相同小车（大小可忽略），中间夹住一轻弹簧后连接在一起，两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开，弹簧将两车弹开，其中后车刚好停下，前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点，求：
    （1）前车被弹出时的速度；
    （2）前车被弹出的过程中弹簧释放的弹性势能；
    （3）两车从静止下滑到最低点的高度h．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （12分）如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图，弧形轨道末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接，两辆质量均为m的相同小车（大小可忽略），中间夹住一轻弹簧后（弹簧与小车未固定）用轻绳将两车连接起来，两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的轻绳突然断开，弹簧将两车弹开，其中后车刚好停在圆环最低点处，前车沿圆环轨道运动恰能通过圆弧轨道最高点。求：

       

    （1）前车被弹出时的速度；

    （2）两车下滑的高度h；

    （3）把两车弹开过程中弹簧释放的弹性势能。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （12分）如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图，弧形轨道末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接，两辆质量均为m的相同小车（大小可忽略），中间夹住一轻弹簧后(弹簧与小车未固定)用轻绳将两车连接起来，两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的轻绳突然断开，弹簧将两车弹开，其中后车刚好停在圆环最低点处，前车沿圆环轨道运动恰能通过圆弧轨道最高点．求：

    （1）前车被弹出时的速度．

    （2）两车下滑的高度h．

    （3）把两车弹开过程中弹簧释放的弹性势能．

     


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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图，弧形轨道末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接，两辆质量均为m的相同小车（大小可忽略），中间夹住一轻弹簧后连接一起，两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开，弹簧将两车弹开，其中后车刚好停在圆环最低点处，前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点．求：

    （1）前车被弹出时的速度．

    （2）把前车弹出过程中弹簧释放的弹性势能．

    （3）两车下滑的高度h．

     

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    科目：高中物理 来源：2009-2010学年正定中学高一下学期期末考试物理（理科） 题型：计算题

    如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图，弧形轨道末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接，两辆质量均为m的相同小车（大小可忽略），中间夹住一轻弹簧后连接一起，两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开，弹簧将两车弹开，其中后车刚好停在圆环最低点处，前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点．求：

    （1）前车被弹出时的速度．
    （2）把前车弹出过程中弹簧释放的弹性势能．
    （3）两车下滑的高度h．

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