在游樂園坐過山車是一項(xiàng)驚險(xiǎn)?刺激的游戲.據(jù)《新安晚報(bào)》報(bào)道,2007年12月31日下午3時(shí)許,安徽蕪湖方特歡樂世界游樂園的過山車因大風(fēng)發(fā)生故障突然停止,16名游客懸空10多分鐘后被安全解救,事故幸未造成人員傷亡.游樂園“翻滾過山車”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="0.4" m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m="0.1" kg的小球從A點(diǎn)由靜止釋放,先后經(jīng)B?C?D?E到F點(diǎn)落入小框.(整個(gè)裝置的軌道光滑,取g="10" m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
 
(1)小球在光滑斜軌AB上運(yùn)動(dòng)的過程中加速度的大小;
(2)要使小球在運(yùn)動(dòng)的全過程中不脫離軌道,A點(diǎn)距離最低點(diǎn)的豎直高度h至少多高?
(1)6.0 m/s2  (2)1.0 m
(1)小球在斜槽軌道AB上受到重力和支持力作用,合力為重力沿斜面向下的分力.由牛頓第二定律得mgsin37°=ma
a=gsin37°="6.0" m/s2.
(2)要使小球從A點(diǎn)到F點(diǎn)的全過程不脫離軌道,只要在D點(diǎn)不脫離軌道即可,
物體在D點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)臨界條件是:mg=mvD2/R
由機(jī)械能守恒定律得mg(h-2R)=mvD2/2
解以上兩式得A點(diǎn)距離最低點(diǎn)的豎直高度h至少為h=2R+vD2/2g="2.5R=1.0" m.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(10分)如圖所示,是馬戲團(tuán)中上演的飛車節(jié)目,在豎直平面內(nèi)有半徑為R的圓軌道.表演者騎著摩托車在圓軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).已知人和摩托車的總質(zhì)量為m,人以v1的速度過軌道最高點(diǎn)B,并以v2v1的速度過最低點(diǎn)A.求在A、B兩點(diǎn)軌道對(duì)摩托車的壓力大小相差多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量為m的物體靠在圓筒內(nèi)壁上,圓筒繞其豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)角速度達(dá)到一定大小時(shí),物體相對(duì)于圓筒靜止,隨圓筒做圓周運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)中物體始終相對(duì)于圓筒靜止,物體受圓筒的靜摩擦力為f,受圓筒的彈力為F,則(      )
A.圓筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)和加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)都有f與mg大小相等
B.圓筒加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)f>mg
C.圓筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)F大小不變,加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)F逐漸變大
D.圓筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)和加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)f對(duì)物體都不做功

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),下面說法正確的是:
A.向心加速度一定與旋轉(zhuǎn)半徑成反比,因?yàn)閍 = v2/r
B.向心加速度一定與角速度成正比,因?yàn)閍 = ω2r
C.角速度一定與旋轉(zhuǎn)半徑成反比,因?yàn)棣? v/r
D.角速度一定與轉(zhuǎn)速成正比,因?yàn)棣? 2πn

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如下圖所示為摩擦傳動(dòng)裝置,B輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)A跟著轉(zhuǎn)動(dòng),已知轉(zhuǎn)動(dòng)過程中輪緣間無打滑現(xiàn)象,下述說法中正確的是(   )

A.A、B兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同  
B.A與B轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反
C.A、B轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為1∶3
D.A、B輪緣上點(diǎn)的向心加速度之比為3∶1

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

甲?乙兩名溜冰運(yùn)動(dòng)員,面對(duì)面拉著彈簧秤做圓周運(yùn)動(dòng)的溜冰表演,如圖所示.已知M="80" kg,M="40" kg,兩人相距0.9m,彈簧秤的示數(shù)為96 N,下列判斷中正確的是(    )
A.兩人的線速度相同,約為40 m/s
B.兩人的角速度相同,為2 rad/s
C.兩人的運(yùn)動(dòng)半徑相同,都是0.45 m
D.兩人的運(yùn)動(dòng)半徑不同,甲為0.3 m,乙為0.6 m

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

物體相對(duì)靜止在勻速旋轉(zhuǎn)的水平圓盤上,如圖5所示,則物體所需的向心力是物體所受的
A.合外力
B.支持力
C.平衡力
D.靜摩擦力

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

(2011年東北地區(qū)名校聯(lián)考)如圖5-3-12所示,質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)軌道上做圓周運(yùn)動(dòng).圓環(huán)半徑為R,小球經(jīng)過圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)剛好不脫離圓環(huán),則其通過最高點(diǎn)時(shí)(  )

圖5-3-12
A.小球?qū)A環(huán)的壓力大小等于mg
B.小球受到的向心力等于0
C.小球的線速度大小等于
D.小球的向心加速度大小等于2 g

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量為m的物體從半徑為R的半球形碗邊向碗底滑動(dòng),滑到最低點(diǎn)時(shí)的速度為v,若物體與碗的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則物體滑到最低點(diǎn)時(shí)受到的摩擦力的大小是
 
A.μmgB.
C.D.

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同步練習(xí)冊(cè)答案