游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来,如图甲所示。我们把这种情况抽象为如图乙所示的模型:半径为R的圆弧轨道竖直放置,下端与弧形轨道相接,使质量为
◎ 题目
游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来,如图甲所示。我们把这种情况抽象为如图乙所示的模型:半径为R的圆弧轨道竖直放置,下端与弧形轨道相接,使质量为m的小球从弧形轨道上端无初速度滚下,小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动。实验表明,只要h大于一定值,小球就可以顺利通过圆轨道的最高点。(不考虑空气及摩擦阻力) (1)若小球恰能通过最高点,则小球在最高点的速度为多大? 此时对应的h多高? (2)若h′=4R,则小球在通过圆轨道的最高点时对轨道的压力是多少? |
◎ 答案
(1),(2)3mg |
◎ 解析
试题分析:(1)小球恰能通过最高点,即小球通过最高点时恰好不受轨道的压力。由牛顿运动定律 小球在最高点处的速度至少为 小球由静止运动到最高点的过程中,只有重力做功。由机械能守恒定律 联立,解得 (2) h′=4R时,小球由静止运动到最高点的过程中,由机械能守恒定律 解得 小球在最高点,在重力和轨道的压力作用下做圆周运动。由牛顿运动定律 得 点评:本题考查了通过机械能守恒定律判断物体的速度,并通过圆周运动知识求出力的大小。 |
◎ 知识点
专家分析,试题“游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来,如图甲所示。我们把这种情况抽象为如图乙所示的模型:半径为R的圆弧轨道竖直放置,下端与弧形轨道相接,使质量为…”主要考查了你对 【机械能守恒定律】 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。- 最新内容
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