如图甲所示是游乐场中过山车的实物图片,可将过山车的一部分运动简化为图乙的模型图,模型图中半径为r的光滑圆形轨道固定在倾角为的斜轨道面上,并与斜轨道圆滑相接于B点,圆形轨道的最高点C与A点平齐。现使小车(可视为质点)以一定的初速度从A点开始沿斜面向下运动,已知斜轨道面与小车间的动摩擦力为kmg,不计空气阻力,小车恰好能通过圆形轨道的最高点C处,求:
(1)小车在A点的初速度大小;
(2)小车在圆形轨道的最低点D时对轨道的压力大小。
高一物理计算题中等难度题
如图甲所示是游乐场中过山车的实物图片,可将过山车的一部分运动简化为图乙的模型图,模型图中半径为r的光滑圆形轨道固定在倾角为的斜轨道面上,并与斜轨道圆滑相接于B点,圆形轨道的最高点C与A点平齐。现使小车(可视为质点)以一定的初速度从A点开始沿斜面向下运动,已知斜轨道面与小车间的动摩擦力为kmg,不计空气阻力,小车恰好能通过圆形轨道的最高点C处,求:
(1)小车在A点的初速度大小;
(2)小车在圆形轨道的最低点D时对轨道的压力大小。
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如图所示,左图是游乐场中过山车的实物图片,右图是过山车的原理图。在原理图中半径分别为R₁=2.0m和R₂=8.0m的两个光滑圆形轨道,固定在倾角为α=37°斜轨道面上的Q、Z两点,且两圆形轨道的最高点A、B均与P点平齐,圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接,现使小车(视作质点)从P点以一定的初速度沿斜面向下运动。已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为μ=1/24,g=10m/s²,sin37°=0.6cos37°=0.8求:(结果用根号表示)
(1)若小车恰好能通过第一个圆形轨道的最高点A处,则其在P点的初速度应为多大?
(2)若小车在P点的初速度为10m/s,通过计算说明小车能否安全通过两个圆形轨道?
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如图所示,左图是游乐场中过山车的实物图片,右图是过山车的原理图。在原理图中半径分别为R₁=2.0m和R₂=8.0m的两个光滑圆形轨道,固定在倾角为α=37°斜轨道面上的Q、Z两点,且两圆形轨道的最高点A、B均与P点平齐,圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接,现使小车(视作质点)从P点以一定的初速度沿斜面向下运动。已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为μ=1/24,g=10m/s²,sin37°=0.6cos37°=0.8求:(结果用根号表示)
(1)若小车恰好能通过第一个圆形轨道的最高点A处,则其在P点的初速度应为多大?
(2)若小车在P点的初速度为10m/s,通过计算说明小车能否安全通过两个圆形轨道?
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(12分)如图(甲)是游乐场中双环过山车的实物图片,图(乙)是过山车的原理图。在原理图中半径分别为R1=2.0m和R2=8.0m的两个光滑圆形轨道被固定在倾角为α=37°斜直轨道面上的Q、Z两点处(Q、Z是圆轨道的接口,也是轨道间的切点), 圆形轨道与斜直轨道之间圆滑连接,且在同一竖直面内。PQ之距L1 =6m, QZ之距L2 =18m,两圆形轨道的最高点A、B均与P点平齐。现使一辆较小的过山车(视作质点)从P点以一定初速度沿斜面向下运动。已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为μ=1/24 , g=10m/s2,sin370 =0.6 , cos370 =0.8。
(1)若车恰好能通过第一个圆形轨道的最高点A处,则其在P点的初速度应为多大?
(2)若车在P处的初速度变为10m/s,则小车经过第二个轨道的最低点D处时对轨道的压力是重力的几倍?计算说明车有无可能出现脱轨现象?
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如图所示,图是某游乐场中水上过山车的实物图片,图是其原理示意图.在原理图中半径为R=8.0m的圆形轨道固定在离水面高h=3.2m的水平平台上,圆轨道与水平平台相切于A点,A、B分别为圆形轨道的最低点和最高点.过山车(实际是一艘带轮子的气垫小船,可视作质点)高速行驶,先后会通过多个圆形轨道,然后从A点离开圆轨道而进入光滑的水平轨道AC,最后从C点水平飞出落入水中,整个过程刺激惊险,受到很多年轻人的喜爱。已知水面宽度为S=12m,假设运动中不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2.结果可保留根号.
(1)若过山车恰好能通过圆形轨道的最高点B,则其在B点的速度为多大?
(2)为使过山车安全落入水中,则过山车在C点的最大速度为多少?
(3)某次运动过程中乘客在圆轨道最低点A对座椅的压力为自身重力的3倍,则气垫船落入水中时的速度大小是多少?
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某游乐场过山车模型简化为如图5-3-19所示,光滑的过山车轨道位于竖直平面内,该轨道由一段斜轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R.可视为质点的过山车从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动.
(1)若要求过山车能通过圆形轨道最高点,则过山车初始位置相对于圆形轨道底部的高度h至少要多少?
(2)考虑到游客的安全,要求全过程游客受到的支持力不超过自身重力的7倍,过山车初始位置相对于圆形轨道底部的高度h不得超过多少?
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某游乐场过山车模型简化为如图所示,光滑的过山车轨道位于竖直平面内,该轨道由一段斜轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R,可视为质点的过山车从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动.
(1)若要求过山车能通过圆形轨道最高点,则过山车初始位置相对于圆形轨道底部的高度至少要多少?
(2)考虑到游客的安全,要求全过程游客受到的支持力不超过自身重力的7倍,过山车初始位置相对于圆形轨道底部的高度h不得超过多少?
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如图所示是游乐园内某种过山车的示意图。半径为R=8.0m的光滑圆形轨道固定在倾角θ=37°的斜轨道面上的A点,圆轨道的最高点D与车(视为质点)的初始位置P点平齐,B为圆轨道的最低点,C点与圆心O等高,圆轨道与斜轨道PA之间平滑连接。已知g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,车的质量m=100kg。求:
(1)若车从P点由静止开始下滑,恰能到达C点,则它经过B点时受圆轨道的支持力NB;
(2)若斜轨道面与小车间的动摩擦因数为,为使小车恰好能通过圆形轨道的最高点D,则它在P点沿斜面向下的初速度v0。
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