小明同学在上海迪士尼乐园体验了超刺激的游戏项目“创极速光轮”后,对“过山车”类型的轨道运动充满了兴趣。为此他自己利用器材设计拼接了一条轨道,如图所示,ABC为一条水平轨道,BC段长度为20cm,斜直轨道CD段长度15cm,与水平面夹角θ=370,BC段与CD段在C点平滑连接,竖直圆弧轨道DEF的圆心为O1,半径R1=10cm,圆轨道与CD相切于D点,E为圆弧轨道的最高点,半径O1F水平,FG段为竖直轨道,与1/4圆轨道GH相切于G点,圆形轨道GH圆心为O2,半径R2=4cm,G、O2、D在同一水平线上,水平轨道HK长度为40cm,HK与CD轨道错开。在AB段的A端固定一轻质弹簧,弹簧自然伸长时刚好位于B端,现在B端放置一个小环(可视为质点)但不栓接,小环的质量为m=0.01kg,现推动小环压缩弹簧d后释放,小环恰好能运动到D点。已知小环只在轨道BC、CD、HK上受到摩擦力,动摩擦因数μ=0.5,弹簧弹性势能与弹簧弹性形变量的二次方成正比。不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.则:
(1)求小环在B点的速度大小v;
(2)某次实验,弹簧压缩量为2d,求小环在E处对轨道的压力;
(3)小环能否停在HK上?若能,求出弹簧压缩量的取值范围;若不能,请说明理由。
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小明同学在上海迪士尼乐园体验了超刺激的游戏项目“创极速光轮”后,对“过山车”类型的轨道运动充满了兴趣。为此他自己利用器材设计拼接了一条轨道,如图所示,ABC为一条水平轨道,BC段长度为20cm,斜直轨道CD段长度15cm,与水平面夹角θ=370,BC段与CD段在C点平滑连接,竖直圆弧轨道DEF的圆心为O1,半径R1=10cm,圆轨道与CD相切于D点,E为圆弧轨道的最高点,半径O1F水平,FG段为竖直轨道,与1/4圆轨道GH相切于G点,圆形轨道GH圆心为O2,半径R2=4cm,G、O2、D在同一水平线上,水平轨道HK长度为40cm,HK与CD轨道错开。在AB段的A端固定一轻质弹簧,弹簧自然伸长时刚好位于B端,现在B端放置一个小环(可视为质点)但不栓接,小环的质量为m=0.01kg,现推动小环压缩弹簧d后释放,小环恰好能运动到D点。已知小环只在轨道BC、CD、HK上受到摩擦力,动摩擦因数μ=0.5,弹簧弹性势能与弹簧弹性形变量的二次方成正比。不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.则:
(1)求小环在B点的速度大小v;
(2)某次实验,弹簧压缩量为2d,求小环在E处对轨道的压力;
(3)小环能否停在HK上?若能,求出弹簧压缩量的取值范围;若不能,请说明理由。
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小明同学在上海迪士尼乐园体验了超刺激的游戏项目“创极速光轮”后,对“过山车”类型的轨道运动充满了兴趣。为此他自己利用器材设计拼接了一条轨道,如图所示,ABC为一条水平轨道,BC段长度为20cm,斜直轨道CD段长度15cm,与水平面夹角θ=370,BC段与CD段在C点平滑连接,竖直圆弧轨道DEF的圆心为O1,半径R1=10cm,圆轨道与CD相切于D点,E为圆弧轨道的最高点,半径O1F水平,FG段为竖直轨道,与1/4圆轨道GH相切于G点,圆形轨道GH圆心为O2,半径R2=4cm,G、O2、D在同一水平线上,水平轨道HK长度为40cm,HK与CD轨道错开。在AB段的A端固定一轻质弹簧,弹簧自然伸长时刚好位于B端,现在B端放置一个小环(可视为质点)但不栓接,小环的质量为m=0.01kg,现推动小环压缩弹簧d后释放,小环恰好能运动到D点。已知小环只在轨道BC、CD、HK上受到摩擦力,动摩擦因数μ=0.5,弹簧弹性势能与弹簧弹性形变量的二次方成正比。不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.则:
(1)求小环在B点的速度大小v;
(2)某次实验,弹簧压缩量为2d,求小环在E处对轨道的压力;
(3)小环能否停在HK上?若能,求出弹簧压缩量的取值范围;若不能,请说明理由。
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小明同学在上海迪士尼乐园体验了超刺激的游戏项目“创极速光轮”后,对“过山车”类型的轨道运动充满了兴趣。为此他自己利用器材设计拼接了一条轨道,如图所示,ABC为一条水平轨道,BC段长度为20cm,斜直轨道CD段长度15cm,与水平面夹角θ=370,BC段与CD段在C点平滑连接,竖直圆弧轨道DEF的圆心为O1,半径R1=10cm,圆轨道与CD相切于D点,E为圆弧轨道的最高点,半径O1F水平,FG段为竖直轨道,与1/4圆轨道GH相切于G点,圆形轨道GH圆心为O2,半径R2=4cm,G、O2、D在同一水平线上,水平轨道HK长度为40cm,HK与CD轨道错开。在AB段的A端固定一轻质弹簧,弹簧自然伸长时刚好位于B端,现在B端放置一个小环(可视为质点)但不栓接,小环的质量为m=0.01kg,现推动小环压缩弹簧d后释放,小环恰好能运动到D点。已知小环只在轨道BC、CD、HK上受到摩擦力,动摩擦因数μ=0.5,弹簧弹性势能与弹簧弹性形变量的二次方成正比。不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.则:
(1)求小环在B点的速度大小v;
(2)某次实验,弹簧压缩量为2d,求小环在E处对轨道的压力;
(3)小环能否停在HK上?若能,求出弹簧压缩量的取值范围;若不能,请说明理由。
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在游乐园坐过山车是一项惊险、刺激的游戏。游乐园“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示的装置演示。斜槽轨道AB、EF与半径R=0.4m的竖直圆轨道(圆心为O)相连,AB、EF分别与圆O相切于B、E点,C为轨道的最低点,斜轨AB倾角为37°。质量为m=0.1kg的小球从A点静止释放,先后经B、C、D、E到F点落入小框。(整个装置的轨道均光滑,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)小球在光滑斜轨AB上运动的过程中加速度的大小;
(2)要使小球在运动的全过程中不脱离轨道,A点距离最低点的竖直高度h至少多高及在C点时小球对轨道的压力?
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游乐园中“过山车”惊险刺激,现简化成如图所示模型。车厢(可视为质点)从轨道 最高点 A 静止滑下,到达轨道最低点 B 后,冲上光滑竖直圆轨道,经过圆轨道最高点 C 完 成一次圆运动后,沿着水平轨道减速离开。已知车厢总质量为 m 500 kg ,轨道高度H 20 m ,车厢到达轨道最低点 B 时的速度为 v 18 m / s ,重力加速度 g 10 m / s2 。 求:
(1)车厢从 A 滑到 B 过程中,阻力做的功W ;
(2)为了车厢能安全通过竖直圆轨道,轨道半径的最大取值 R 。
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在游乐园坐过山车是一项惊险、刺激的游戏.据《新安晚报》报道,2007年12月31日下午3时许,安徽芜湖方特欢乐世界游乐园的过山车因大风发生故障突然停止,16名游客悬空10多分钟后被安全解救,事故幸未造成人员伤亡.游乐园“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示的装置演示.斜槽轨道AB、EF与半径R=0.4 m的竖直圆轨道(圆心为O)相连,AB、EF分别与圆O相切于B、E点,C为轨道的最低点,斜轨AB倾角为37°.质量m=0.1 kg的小球从A点由静止释放,先后经B、C、D、E到F点落入小框.(整个装置的轨道光滑,取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)小球在光滑斜轨AB上运动的过程中加速度的大小;
(2)要使小球在运动的全过程中不脱离轨道,A点距离最低点的竖直高度h至少多高?
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某游乐园的大型 “跳楼机”游戏,以惊险刺激深受年轻人的欢迎。某次游戏中,质量m=50kg的小明同学坐在载人平台上,并系好安全带、锁好安全杆。游戏的过程简化为巨型升降机将平台拉升100m高度,然后由静止开始下落,在忽略空气和台架对平台阻力的情况下,该运动可近似看作自由落体运动。下落h1=80 m时,制动系统启动,使平台均匀减速,再下落h2=20m时刚好停止运动。取g=10m/s2,求:
(1)下落的过程中小明运动速度的最大值vm;
(2)当平台落到离地面15m高的位置时,小明对跳楼机作用力F的大小;
(3)在全部下落过程中,跳楼机对小明做的功W。
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