(13分)如图所示是游乐场中过山车的实物图片,可将过山车的一部分运动简化为图中的模型图。模型图中光滑圆形轨道的半径R=8.0m,该光滑圆形轨道固定在倾角为θ=37°斜轨道面上的

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(13分)如图所示是游乐场中过山车的实物图片,可将过山车的一部分运动简化为图中的模型图。模型图中光滑圆形轨道的半径R=8.0m,该光滑圆形轨道固定在倾角为θ=37°斜轨道面上的Q点,圆形轨道的最高点A与倾斜轨道上的P点平齐,圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接。现使质量为m的小车(视作质点)从P点以一定的初速度v0=12m/s沿斜面向下运动,不计空气阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。若小车恰好能通过圆形轨道的最高点A处,则:

(1)小车在A点的速度为多大?(结果用根式表示)
(2)小车在圆形轨道运动时对轨道的最大压力为多少?
(3)求斜轨道面与小车间的动摩擦因数多大?(结果用分数表示)

◎ 答案

(1)  (2)  (3)

◎ 解析


试题分析:(1)由于小车恰能通过A点
应有:      2分
解得:=m/s   ① 1分
(2) 如图,小车经轨道最低点D时对轨道压力最大

设在D点轨道对小车的支持力为N
则有:   ② 2分
小车由D到A的运动过程机械能守恒
则有:   ③ 2分
由①②③得:  1分
依牛顿第三定律,在D点小车对轨道的压力
  1分
(3)设PQ距离为L,对小车由P到A的过程应用动能定理
得:   ④ 2分
依几何关系:   ⑤ 1分
由①④⑤得:  1分

◎ 知识点

    专家分析,试题“(13分)如图所示是游乐场中过山车的实物图片,可将过山车的一部分运动简化为图中的模型图。模型图中光滑圆形轨道的半径R=8.0m,该光滑圆形轨道固定在倾角为θ=37°斜轨道面上的…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  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。

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