如图所示是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图,光滑斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接,圆形轨道半径为R。一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止释放沿斜面
◎ 题目
如图所示是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图,光滑斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接,圆形轨道半径为R。一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止释放沿斜面滑下,当它第一次经过B点进入圆形轨道时对轨道的压力为其重力的7倍,小车恰能完成圆周运动并第二次经过最低点沿水平轨道向右运动。已知重力加速度为g。 (1)求A点距水平面的高度h; (2)假设小车在竖直圆轨道左、右半圆轨道部分克服摩擦阻力做的功相等,求小车第二次经过竖直圆轨道最低点时的速度大小。 ![]() |
◎ 答案
(1)设第一次小车运动到B点的速度大小为vB,受到的支持力为N,根据牛顿第二定律 N-mg=m ![]() 解得 vB= ![]() 小车从A点运动到B点的过程机械能守恒,以B点位置为重力势能零点,则有 mgh= ![]() 解得h=3R………………………………………………………………(1分) (2)设小车在圆轨道最高点的速度为vC,重力提供向心力,此时根据向心力公式有mg=m ![]() 解得vc= ![]() 设小车在右半圆轨道上克服阻力做功Wf, 对小车从B点运动到C的点过程,根据动能定理有-mg2R-Wf= ![]() ![]() 解得 Wf= ![]() 设小车第二次经过B点时的速度为 ![]() ![]() ![]() 解得 ![]() ![]() |
◎ 解析
略 |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图,光滑斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接,圆形轨道半径为R。一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止释放沿斜面…”主要考查了你对 【生活中的其他圆周运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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