如图所示,光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型,最低点B处的入、出口靠近但相互错开,C是半径为R的圆形轨道的最高点,BD部分水平,末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接,传送带以恒定速度v逆时针转动,现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放,滑块能通过C点后再经D点滑上传送带,则( )
A.固定位置A到B点的竖直高度可能为
B.滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关
C.滑块不可能重新回到出发点A处
D.传送带速度v越大,滑块与传送带摩擦产生的热量越多
高二物理选择题困难题
如图所示,光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型,最低点B处的入、出口靠近但相互错开,C是半径为R的圆形轨道的最高点,BD部分水平,末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接,传送带以恒定速度v逆时针转动,现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放,滑块能通过C点后再经D点滑上传送带,则( )
A.固定位置A到B点的竖直高度可能为
B.滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关
C.滑块不可能重新回到出发点A处
D.传送带速度v越大,滑块与传送带摩擦产生的热量越多
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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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如图是过山车的部分模型图.模型图中光滑圆形轨道的半径R=8.0m,该光滑圆形轨道固定在倾角为α=37°斜轨道面上的Q点,圆形轨道的最高点A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=,不计空气阻力,取g=10m/s2.sin37°=0.6,cos37°=0.8.若小车恰好能通过圆形轨道的最高点A处,问:
(1)小车在A点的速度为多大?
(2)小车在圆形轨道的最低点B时对轨道的压力为重力的多少倍?
(3)小车在P点的初速度为多大?
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某兴趣小组做了一个电场中的过山车小实验。如图所示的绝缘轨道ABCDF处在竖直向下的匀强电场中,其中倾斜轨道AB和竖直的圆形轨道光滑,水平轨道BCF粗糙,C为圆形轨道的最低点,BC段长为L。现有一个质量为m、带电量为-q的小球,从距水平面BC高h=5.4L处的P点由静止下滑,小球恰能通过竖直圆形轨道的最高点D而作圆周运动。已知小球与水平轨道BCF间的动摩擦因素为μ=0.4,空间所加的电场强度为。请问:
1.圆形轨道半径R的大小为多少?
2.为使小球不滑出CF,那么水平轨道CF的长度至少为多少?
3.现改变h高度,为使小球最终停在B点,请问小球释放点高度h要满足什么要求?
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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与半径为R=0.2m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,∠BOC=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)小球在光滑斜槽轨道AB上运动过程中加速度的大小.
(2)要使小球从A点到E点的全过程不脱离轨道,A点距离最低点的竖直高度h至少多高?
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如图甲所示,游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来。我们把这种情形抽象为图乙的模型:弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接,将质量为m的小球从弧形轨道上A点由静止释放,小球进入半径为R的圆轨道下端后沿圆轨道运动。已知小球运动到竖直圆轨道最高点时对轨道的压力等于小球的重力。不考虑摩擦阻力和空气阻力。重力加速度为g。求:
(1)小球运动到竖直圆轨道最高点时的动能大小Ek;
(2)A点离地面的高度h。
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