如图甲是游乐场的过山车,图乙是过山车的模型,光滑圆形轨道竖直放置,下端与光滑弧形轨道相接,让小球从弧形轨道上端由静止滚下,请画出小球运动到A点时的受力示意图。
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如图甲是游乐场的过山车,图乙是过山车的模型,光滑圆形轨道竖直放置,下端与光滑弧形轨道相接,让小球从弧形轨道上端由静止滚下,请画出小球运动到A点时的受力示意图。
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归纳式探究﹣﹣探究小球沿过山车轨道的运动
小雨观察到游乐场的过山车可以底朝上在圆形轨道上运动,游客却不会掉下来.他想探索其中的奥秘,做了以下两个探究:
(1)探究一:如图甲所示,小球由A点沿光滑轨道自由运动到B点,小球到达B点的速度v与高度h和小球质量m的关系,数据如表一.
表一:
实验次数 | h/m | m/kg | v2/(m2•s﹣2) |
1 | 0.2 | 2.0×10﹣2 | 4.0 |
2 | 0.4 | 2.0×10﹣2 | 8.0 |
3 | 0.4 | 3.0×10﹣2 | 8.0 |
4 | 0.8 | 2.5×10﹣2 | 16.0 |
则小球到达B点的速度v与 有关,且v2=k1 .
探究二:如图乙所示,小球以一定速度从B点沿光滑的竖直圆形轨道运动,恰好通过最高点C.小球在B点的速度v与轨道半径r的关系,数据如表二.
实验次数 | r/m | v2/(m2•s﹣2) |
1 | 0.15 | 7.5 |
2 | 0.30 | 15.0 |
3 | 0.45 | 22.5 |
则小球在B点的速度v与轨道半径r的关系式为 .
(3)如图丙所示,将甲、乙两轨道组合后,小球从A点沿光滑轨道自由运动,若r=0.4m,要使小球经过B点后能恰好通过C点,则h= .
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如图所示,光滑的弧形轨道竖直固定于水平面上,从A点以速度V沿轨道滚下,经另一侧等高点B点后到达最高点C点(不计空气阻力)。下列分析中不正确的是( )
A.小球在A、B两点具有的动能相同 B.小球在A、B、C三点的速度大小关系是VA>VB>VC
C.从B点到C点减小的动能全部转为小球的重力势能 D.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
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如图所示,一轻弹簧上端固定在天花板上,下端连接一小球。开始时小球静止在 O 点,将小球向下拉到 B 点,释放小球,已知 AO=OB,研究小球在竖直方向上的受力和运动情况,则( )
A.小球运动到O点时将停止运动并保持静止
B.小球运动到A点时将停止运动并保持静止
C.小球从B运动到O的过程中弹力大于重力、速度不断增大
D.小球从O运动到A的过程中弹力大于重力、速度不断减小
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