（18分）“翻滾過(guò)山車”的物理原理可以用如圖示裝置演示。光滑斜槽軌道AD與半徑為R = 0.1m的豎直圓軌道（圓心為O）相連，AD與圓相切于D點(diǎn)，B為軌道的最低點(diǎn)，∠DOB=37°質(zhì)量為m = 0.1kg的小球從距D點(diǎn)L = 1.3m處由靜止開(kāi)始下滑，然后沖上光滑的圓軌道（）。求：

 

    （1）小球在光滑斜槽軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度的大小；

    （2）小球通過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力的大��；

    （3）試分析小球能否通過(guò)豎直圓軌道的最高點(diǎn)C，并說(shuō)明理由。

（1）由牛頓第二定律F = ma可知

mgsin37°= ma

故a = gsin37°=6m/s2①

（2）小球從A到B的過(guò)程中只有重力作功，符合機(jī)械能守恒，選B點(diǎn)為重力勢(shì)能的零點(diǎn)，

即：②

③

在B處由牛頓第二定律  F = ma

即：④

聯(lián)立②③④可得： ⑤

將已知條件代入上式得：NB = 17N

由牛頓第三定律可知：小球通過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為17N

（3）小球在豎直平面做圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為v0

則有：

小球從點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下到達(dá)最低點(diǎn)C，此過(guò)程只有zhon重力對(duì)小球做功，故機(jī)械能守恒。選C點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn)，

則有 

求得：

所以小球能夠通過(guò)軌道最高點(diǎn)C。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

游樂(lè)園“翻滾過(guò)山車”的物理原理可以用如圖所示的裝置演示．斜槽軌道AB，EF與半徑為R=0.1m的豎直圓軌道（圓心為O）相連，AB，EF分別與圓O相切于B、E點(diǎn)，C為軌道的最低點(diǎn)，∠BOC=37°．質(zhì)量為m=0.1kg的小球從A點(diǎn)靜止釋放，先后經(jīng)B、C、D、E到F點(diǎn)落入小框．（整個(gè)裝置的軌道均光滑，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）小球在光滑斜槽軌道AB上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小．
（2）要使小球從A點(diǎn)到F點(diǎn)的全過(guò)程不脫離軌道，A點(diǎn)距離低點(diǎn)的豎直高度h至少多高？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

“翻滾過(guò)山車”的物理原理可以用如圖所示裝置演示．光滑斜槽軌道AD與半徑為R=0.1m的豎直圓軌道（圓心為O）相連，AD與圓O相切于D點(diǎn)，B為軌道的最低點(diǎn)，∠DOB=37°．質(zhì)量為m=0.1kg的小球從距D點(diǎn)L=1.3m處?kù)o止開(kāi)始下滑，然后沖上光滑的圓形軌道（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．
求：（1）小球在光滑斜槽軌道上運(yùn)動(dòng)和加速度的大小；
（2）小球通過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大�。�
（3）試分析小球能否通過(guò)豎直圓軌道的最高點(diǎn)C，并說(shuō)明理由．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

在游樂(lè)園坐過(guò)山車是一項(xiàng)驚險(xiǎn)、刺激的游戲．游樂(lè)園“翻滾過(guò)山車”的物理原理可以用如圖所示的裝置演示．斜槽軌道AB、EF與半徑R=0.4m的豎直圓軌道（圓心為O）相連，AB、EF分別與圓O相切于B、E點(diǎn)，C為軌道的最低點(diǎn)，斜軌AB傾角為37°．質(zhì)量為m=0.1kg的小球從A點(diǎn)靜止釋放，先后經(jīng)B、C、D、E到F點(diǎn)落入小框．（整個(gè)裝置的軌道均光滑，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）小球在光滑斜軌AB上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中加速度的大小；
（2）要使小球在運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中不脫離軌道，A點(diǎn)距離最低點(diǎn)的豎直高度h至少多高及在C點(diǎn)時(shí)小球?qū)壍赖膲毫Γ?/div>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

在游樂(lè)園坐過(guò)山車是一項(xiàng)驚險(xiǎn)、刺激的游戲．游樂(lè)園“翻滾過(guò)山車”的物理原理可以用如圖所示的裝置演示．光滑斜槽軌道AD與半徑為R=0.1m的豎直圓軌道（圓心為O）相連，AD與圓O相切于D點(diǎn)，B為軌道的最低點(diǎn)，∠DOB=37°．質(zhì)量為m=0.1kg的小球從距D點(diǎn)L=1.3m處由靜止開(kāi)始下滑，然后沖上光滑的圓形軌道（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：
（1）小球通過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力的大��；
（2）試分析小球能否通過(guò)豎直圓軌道的最高點(diǎn)C，并說(shuō)明理由．

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在游樂(lè)園坐過(guò)山車是一項(xiàng)驚險(xiǎn)、刺激的游戲．游樂(lè)園“翻滾過(guò)山車”的物理原理可以用如圖所示的裝置演示．斜槽軌道AB、EF與半徑R=0.4m的豎直圓軌道（圓心為O）相連，AB、EF分別與圓O相切于B、E點(diǎn)，C為軌道的最低點(diǎn)，斜軌AB傾角為37°．質(zhì)量為m=0.1kg的小球從A點(diǎn)靜止釋放，先后經(jīng)B、C、D、E到F點(diǎn)落入小框．（整個(gè)裝置的軌道均光滑，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）小球能通過(guò)D點(diǎn)的最小速度；
（2）要使小球在運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中不脫離軌道，A點(diǎn)距離最低點(diǎn)的豎直高度h至少多高
（3）在C點(diǎn)時(shí)小球?qū)壍赖膲毫Γ?/div>

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