(13分)如圖所示是游樂場中過山車的實物圖片,可將過山車的一部分運動簡化為圖中的模型圖。模型圖中光滑圓形軌道的半徑R=8.0m,該光滑圓形軌道固定在傾角為θ=37°斜軌道面上的Q點,圓形軌道的最高點A與傾斜軌道上的P點平齊,圓形軌道與斜軌道之間圓滑連接,F(xiàn)使質(zhì)量為m的小車(視作質(zhì)點)從P點以一定的初速度v0=12m/s沿斜面向下運動,不計空氣阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。若小車恰好能通過圓形軌道的最高點A處,則:

(1)小車在A點的速度為多大?(結(jié)果用根式表示)
(2)小車在圓形軌道運動時對軌道的最大壓力為多少?
(3)求斜軌道面與小車間的動摩擦因數(shù)多大?(結(jié)果用分數(shù)表示)

(1)  (2)  (3)

解析試題分析:(1)由于小車恰能通過A點
應(yīng)有:      2分
解得:=m/s   ① 1分
(2) 如圖,小車經(jīng)軌道最低點D時對軌道壓力最大

設(shè)在D點軌道對小車的支持力為N
則有:   ② 2分
小車由D到A的運動過程機械能守恒
則有:   ③ 2分
由①②③得:  1分
依牛頓第三定律,在D點小車對軌道的壓力
  1分
(3)設(shè)PQ距離為L,對小車由P到A的過程應(yīng)用動能定理
得:   ④ 2分
依幾何關(guān)系:   ⑤ 1分
由①④⑤得:  1分
考點:考查了牛頓第二定律,機械能守恒,動能定理,圓周運動的綜合應(yīng)用

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(16分)在豎直平面內(nèi)固定一軌道ABCO, AB段水平放置,長為4 m,BCO段彎曲且光滑,軌道在O點的曲率半徑為1.5 m;一質(zhì)量為1.0 kg、可視作質(zhì)點的圓環(huán)套在軌道上,圓環(huán)與軌道AB段間的動摩擦因數(shù)為0.5。建立如圖所示的直角坐標系,圓環(huán)在沿x軸正方向的恒力F作用下,從A(-7,2)點由靜止開始運動,到達原點O時撤去恒力F,水平飛出后經(jīng)過D(6,3)點。重力加速度g取10m/s2,不計空氣阻力。求:
⑴圓環(huán)到達O點時對軌道的壓力;
⑵恒力F的大。
⑶圓環(huán)在AB段運動的時間。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

遙控電動賽車的比賽中有一個規(guī)定項目是“飛躍壕溝”,如圖所示,比賽中要求賽車從起點出發(fā),沿水平直軌道運動,在B點飛出后躍過“壕溝”,落在平臺EF段。已知賽車的質(zhì)量m=1.0kg、額定功率P="10.0" W、在水平直軌道上受到的阻力恒為f="2." 0 N, BE的高度差h="0." 45 m,BE的水平距離x="0." 90 m。賽車車長不計,空氣阻力不計,g取10m/s2

(1)若賽車在水平直軌道上能達到最大速度,求最大速度vm的大小;
(2)要躍過壕溝,求賽車在B點最小速度v的大小;
(3)比賽中,若賽車在A點達到最大速度vm后即刻停止通電,賽車恰好能躍過壕溝,求AB段距離s。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖,一個質(zhì)量為0.6kg 的小球以某一初速度從P點水平拋出,恰好從光滑圓弧ABC的A點的切線方向進入圓。ú挥嬁諝庾枇ΓM入圓弧時無機械能損失)。已知圓弧的半徑R=0.3m , θ="60" 0,小球到達A點時的速度 v="4" m/s 。(取g ="10" m/s2)求:

(1)小球做平拋運動的初速度v0;
(2)P點與A點的水平距離和豎直高度;
(3)小球到達圓弧最高點C時對軌道的壓力。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖甲所示,一對平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道間距l(xiāng)=0.20 m,電阻R=1.0 Ω;有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上,與兩軌道垂直,桿及軌道的電阻均可忽略不計,整個裝置處于磁感應(yīng)強度為B=0.50T的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度方向垂直軌道向下,F(xiàn)用某外力F沿軌道方向拉桿,使之做勻加速運動,測得力F與時間t的關(guān)系如圖乙所示。求:

(1)桿的質(zhì)量;
(2)桿加速度的大小。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(15分)成都是一座來了就不想走的城市,悠閑而不失高雅,前不久,成都東區(qū)音樂公園就舉辦了一場盛大的鋼琴音樂會。工作人員在布置舞臺時,要用繩索把鋼琴從高臺吊運到地面。已知鋼琴的質(zhì)量為175kg,繩索能承受的最大拉力為1820N,吊運過程中鋼琴以0.6m/s的速度在豎直方向上做勻速直線運動。降落至底部距地面的高度為h時,立即以恒定加速度減速,最終鋼琴落地時剛好速度為零(g取10m/s2),
求:(1)h的最小值是多少;
(2)為了保證繩索和鋼琴的安全,此次以0.6m/s的初速度勻減速到零,用時3s,求此次減速過程中鋼琴機械能的變化量△E。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,水平面上某點固定一輕質(zhì)彈簧,A點左側(cè)的水平面光滑,右側(cè)水平面粗糙,在A點右側(cè)5m遠處(B點)豎直放置一半圓形光滑軌道,軌道半徑R=0.4m,連接處平滑,F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊放在彈簧的右端(不拴接),用力向左推滑塊而壓縮彈簧,使彈簧具有的彈性勢能為2J,放手后,滑塊被向右彈出,它與A點右側(cè)水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.2,取g =10m/s2,求:

(1)滑塊運動到半圓形軌道最低點B處時對軌道的壓力;
(2)改變半圓形軌道的位置(左右平移),使得被彈出的滑塊到達半圓形軌道最高點C處時對軌道的壓力大小等于滑塊的重力,問AB之間的距離應(yīng)調(diào)整為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示, 木板靜止于水平地面上, 在其最右端放一可視為質(zhì)點的木塊. 已知木塊的質(zhì)量m=1 kg, 木板的質(zhì)量M=4 kg, 長L=2.5 m, 上表面光滑, 下表面與地面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.現(xiàn)用水平恒力F=20 N拉木板, g取10 m/s2, 求:

(1)要使木塊能滑離木板, 水平恒力F作用的最短時間;
(2)如果其他條件不變, 假設(shè)木板的上表面也粗糙, 其上表面與木塊之間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.3, 欲使木板能從木塊的下方抽出, 需對木板施加的最小水平拉力;

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如右圖所示,在方向豎直向下的勻強電場中,一個質(zhì)量為m、帶負電的小球從斜直軌道上的A點由靜止滑下,小球通過半徑為R的圓軌道頂端的B點時恰好不落下來.若軌道是光滑絕緣的,小球的重力是它所受的電場力2倍,試求:

⑴A點在斜軌道上的高度h;
⑵小球運動到最低點C時,圓軌道對小球的支持力.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案