(12分)如圖(甲)是游樂場中雙環(huán)過山車的實物圖片,圖(乙)是過山車的原理圖。在原理圖中半徑分別為R1=2.0m和R2=8.0m的兩個光滑圓形軌道被固定在傾角為α=37°斜直軌道面上的Q、Z兩點處(Q、Z是圓軌道的接口,也是軌道間的切點), 圓形軌道與斜直軌道之間圓滑連接,且在同一豎直面內(nèi)。PQ之距L1 =6m, QZ之距L2 =18m,兩圓形軌道的最高點A、B均與P點平齊。現(xiàn)使一輛較小的過山車(視作質(zhì)點)從P點以一定初速度沿斜面向下運動。已知斜軌道面與小車間的動摩擦因數(shù)為μ=1/24 , g=10m/s2,sin370 =0.6 , cos370 =0.8。
(1)若車恰好能通過第一個圓形軌道的最高點A處,則其在P點的初速度應(yīng)為多大?
(2)若車在P處的初速度變?yōu)?0m/s,則小車經(jīng)過第二個軌道的最低點D處時對軌道的壓力是重力的幾倍?計算說明車有無可能出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象?
(1)2√6 m/s
(2)6.05mg,車不會脫軌
解析:(1)mg=mVA2/R1 ①----------------------------------------------------------2分
mVA2/2 - mV02/2= -μmgcos370 L1 ②--------------------------------------2分
V0=2√6 m/s -----------------------------------------------------------1分
(2)mVD2/2 - mV02/2= 2mgR2 -μmgcos370(L1+L2) ③--------------------------------2分
F-mg=mVD2/R2 ④------------------------------------------------------------2分
F = 6.05mg----------------------------------------------------------------1分
因100m/s>2√6 m/s,故車不會在第一個圓軌道脫軌。---------------------------------1分
判車能否到達最高點B處:假定車恰能到達B處,所需的初速度為V0/,有:
mg=mVB2/R2 ⑥ ;mVB2/2 - mV0/2/2 = -μmgcos370(L1+L2)⑦ 得V0/ =4√6 m/s ,V0>V0/ ----1分
綜合分析,車不會脫軌。(其它方法,正確的給同樣的分)
科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖(甲)是游樂場中雙環(huán)過山車的實物圖片,圖(乙)是過山車的原理圖。在原理圖中半徑分別為R1=2.0m和R2=8.0m的兩個光滑圓形軌道被固定在傾角為α=37°斜直軌道面上的Q、Z兩點處(Q、Z是圓軌道的接口,也是軌道間的切點), 圓形軌道與斜直軌道之間圓滑連接,且在同一豎直面內(nèi)。PQ之距L1 =6m, QZ之距L2 =18m,兩圓形軌道的最高點A、B均與P點平齊,F(xiàn)使一輛較小的過山車(視作質(zhì)點)從P點以一定初速度沿斜面向下運動。已知斜軌道面與小車間的動摩擦因數(shù)為μ=1/24 , g=10m/s2,sin370 =0.6 , cos370 =0.8。
(1)若車恰好能通過第一個圓形軌道的最高點A處,則其在P點的初速度應(yīng)為多大?
(2)若車在P處的初速度變?yōu)?0m/s,則小車經(jīng)過第二個軌道的最低點D處時對軌道的壓力是重力的幾倍?計算說明車有無可能出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象?
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科目:高中物理 來源:2010年溫州市省一級重點中學(xué)高一下學(xué)期期末統(tǒng)一測試物理試題 題型:計算題
(12分)如圖(甲)是游樂場中雙環(huán)過山車的實物圖片,圖(乙)是過山車的原理圖。在原理圖中半徑分別為R1=2.0m和R2=8.0m的兩個光滑圓形軌道被固定在傾角為α=37°斜直軌道面上的Q、Z兩點處(Q、Z是圓軌道的接口,也是軌道間的切點), 圓形軌道與斜直軌道之間圓滑連接,且在同一豎直面內(nèi)。PQ之距L1 ="6m," QZ之距L2 =18m,兩圓形軌道的最高點A、B均與P點平齊。現(xiàn)使一輛較小的過山車(視作質(zhì)點)從P點以一定初速度沿斜面向下運動。已知斜軌道面與小車間的動摩擦因數(shù)為μ="1/24" , g=10m/s2,sin370 ="0.6" , cos370 =0.8。
(1)若車恰好能通過第一個圓形軌道的最高點A處,則其在P點的初速度應(yīng)為多大?
(2)若車在P處的初速度變?yōu)?0m/s,則小車經(jīng)過第二個軌道的最低點D處時對軌道的壓力是重力的幾倍?計算說明車有無可能出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象?
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科目:高中物理 來源:2010年溫州市高一下學(xué)期期末統(tǒng)一測試物理試題 題型:計算題
(12分)如圖(甲)是游樂場中雙環(huán)過山車的實物圖片,圖(乙)是過山車的原理圖。在原理圖中半徑分別為R1=2.0m和R2=8.0m的兩個光滑圓形軌道被固定在傾角為α=37°斜直軌道面上的Q、Z兩點處(Q、Z是圓軌道的接口,也是軌道間的切點), 圓形軌道與斜直軌道之間圓滑連接,且在同一豎直面內(nèi)。PQ之距L1 =6m, QZ之距L2 =18m,兩圓形軌道的最高點A、B均與P點平齊,F(xiàn)使一輛較小的過山車(視作質(zhì)點)從P點以一定初速度沿斜面向下運動。已知斜軌道面與小車間的動摩擦因數(shù)為μ=1/24 , g=10m/s2,sin370 =0.6 , cos370 =0.8。
(1)若車恰好能通過第一個圓形軌道的最高點A處,則其在P點的初速度應(yīng)為多大?
(2)若車在P處的初速度變?yōu)?0m/s,則小車經(jīng)過第二個軌道的最低點D處時對軌道的壓力是重力的幾倍?計算說明車有無可能出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象?
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