(20分)图中左侧部分为过山车简易模型装置,它是由弧形轨道PQ、竖直圆轨道MQ和水平轨道QN组成。所有轨道都光滑且之间均平滑对接,圆形轨道半径R=0.5m,一质量为m1=1kg的小球a从离水平轨道高为h=5m的地方沿弧形轨道静止滑下,经圆轨道运动一周后与静止在N处的小物块b发生正碰,碰后小球a沿原路返回到M点时,对轨道的压力恰好为0。碰后小物块b滑上一足够长的木板c上,已知物块b与木板c之间的动摩擦因数为μ1=0.4,木板c与地面之间的动摩擦因数μ2=0.1,物块b的质量为m2=3kg,木板c的质量为m3=4.5kg,g取10m/s2,求:
(1)小球a第一次经过圆形轨道最低点时的速度;
(2)碰后瞬间小物块b的速度;
(3)木板c运动的总位移。
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(20分)图中左侧部分为过山车简易模型装置,它是由弧形轨道PQ、竖直圆轨道MQ和水平轨道QN组成。所有轨道都光滑且之间均平滑对接,圆形轨道半径R=0.5m,一质量为m1=1kg的小球a从离水平轨道高为h=5m的地方沿弧形轨道静止滑下,经圆轨道运动一周后与静止在N处的小物块b发生正碰,碰后小球a沿原路返回到M点时,对轨道的压力恰好为0。碰后小物块b滑上一足够长的木板c上,已知物块b与木板c之间的动摩擦因数为μ1=0.4,木板c与地面之间的动摩擦因数μ2=0.1,物块b的质量为m2=3kg,木板c的质量为m3=4.5kg,g取10m/s2,求:
(1)小球a第一次经过圆形轨道最低点时的速度;
(2)碰后瞬间小物块b的速度;
(3)木板c运动的总位移。
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过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车运行轨道的简易模型,它由竖直平面内粗糙斜面轨道和光滑圆形轨道组成。过山车与斜面轨道间的动摩擦因数为,圆形轨道半径为R,A点是圆形轨道与斜面轨道的切点。过山车(可视为质点)从倾角为的斜面轨道某一点由静止开始释放并顺利通过圆形轨道。若整个过程中,人能承受过山车对他的作用力不超过其自身重力的8倍。求过山车释放点距A点的距离范围。
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(10分)过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车运行轨道的简易模型,它由竖直平面内粗糙斜面轨道和光滑圆形轨道组成。过山车与斜面轨道间的动摩擦因数为,圆形轨道半径为R,A点是圆形轨道与斜面轨道的切点。过山车(可视为质点)从倾角为的斜面轨道某一点由静止开始释放并顺利通过圆形轨道。若整个过程中,人能承受过山车对他的作用力不超过其自身重力的8倍。求过山车释放点距A点的距离范围。
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(09·安徽·24)过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径、。一个质量为kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以的初速度沿轨道向右运动,A、B间距m。小球与水平轨道间的动摩擦因数,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取,计算结果保留小数点后一位数字。试求
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距应是多少;
(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径应满足的条件;小球最终停留点与起点的距离。
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(09·安徽·24)(20分)过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径、。一个质量为kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以的初速度沿轨道向右运动,A、B间距m。小球与水平轨道间的动摩擦因数,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取,计算结果保留小数点后一位数字。
试求
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距应是多少;
(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径应满足的条件;小球最终停留点与起点的距离。
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(09·安徽·24)(20分)过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径、。一个质量为kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以的初速度沿轨道向右运动,A、B间距m。小球与水平轨道间的动摩擦因数,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取,计算结果保留小数点后一位
数字。
试求
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距应是多少;
(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径应满足的条件;小球最终停留点与起点的距离。
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过山车是游乐场中常见的设施。某校物理兴趣小组自制过山车的简易模型,如图所示,它由水平轨道和在竖直平面内的圆形轨道组成,B、C分别是二个圆形轨道的最低点,半径分别是、,DE段是一半径为R3= 1.0m的四分之一光滑圆弧轨道,它与水平轨道平滑连接,D点为圆弧的最高点,一个质量为kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以的初速度沿轨道向右运动,A、B间距m。C、D间距S=15.0m,小球与水平轨道间的动摩擦因数,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取,试求:
1.小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
2.如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距应是多少;
3.如果小球从第二圆形轨道运动到水平轨道的D点时,能否沿DE圆弧轨道滑下?若不能请说明理由。
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过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径、。一个质量为kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以的初速度沿轨道向右运动,A、B间距m。小球与水平轨道间的动摩擦因数,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取,计算结果保留小数点后一位数字。试求
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距应是多少;
(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径应满足的条件;小球最终停留点与起点的距离。
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