“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示装置演示,光滑斜槽轨道AD与半径为R=0.1m的竖直圆轨道(圆心为O)相连,AD与圆O相切于D点,B为轨道的最低点,∠DO

“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示装置演示,光滑斜槽轨道AD与半径为R=0.1m的竖直圆轨道(圆心为O)相连,AD与圆O相切于D点,B为轨道的最低点,∠DO

题型:同步题难度:来源:
“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示装置演示,光滑斜槽轨道AD与半径为R=0.1m的竖直圆轨道(圆心为O)相连,AD与圆O相切于D点,B为轨道的最低点,∠DOB=37°.质量为m=0.1kg的小球从距DL=1.3m处由静止开始下滑,然后冲上光滑的圆形轨道(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)小球在光滑斜槽轨道上运动的加速度的大小;
(2)小球通过B点时对轨道的压力的大小;
(3)试分析小球能否通过竖直圆轨道的最高点C,并说明理由.
答案
解:(1)在光滑斜槽上由牛顿第二定律得:
mgsin37°=ma.
agsin37°=6m/s2
(2)小球由AB,机械能守恒,
mg(Lsin37°+hDB)=
hDB
R(1-cos37°)
又小球在B点,由牛顿第二定律得:
FNBmg=17N
由牛顿第三定律得:小球过B点时对轨道的压力大小为17N.
(3)小球要过最高点,需要的最小速度为v0
mgv0=1m/s
又小球从AC机械能守恒,
所以mg[Lsin37°-R(1+cos37°)]=mv
解之vCm/s>1m/s
故小球能过最高点C.
举一反三
如图所示,一质量为M=3.0kg的平板车静止在光滑的水平地面上,其右侧足够远处有一障碍物A,质量为m=2.0kg的b球用长l=2m的细线悬挂于障碍物正上方,一质量也为m的滑块(视为质点),以υ0=7m /s的初速度从左端滑上平板车,同时对平板车施加一水平向右的、大小为6N的恒力F,当滑块运动到平板车的最右端时,二者恰好相对静止,此时撤去恒力F。当平板车碰到障碍物A时立即停止运动,滑块水平飞离平板车后与b球正碰并与b粘在一起。已知滑块与平板车间的动摩擦因数μ=0.3,g取10m/s2,求:
(1)撤去恒力F前,滑块、平板车的加速度各为多大,方向如何?
(2)撤去恒力F时,滑块与平板车的速度大小。
(3)悬挂b球的细线能承受的最大拉力为50N,a、b两球碰后,细线是否会断裂?(要求通过计算回答)
题型:模拟题难度:| 查看答案
用竖直向上的力F拉物体,测量物体的加速度a与拉力F间的关系,根据测得的结果画出a-F图象,如图所示。由图象可知,物体的质量m=      kg
题型:陕西省月考题难度:| 查看答案
物体A、B都静止在同一水平面上,它们的质量分别为,与水平面间的动摩擦因数分别为,用水平拉力F拉物体A、B,所得加速度a与拉力F关系图线如图中A、B所示,则有
[     ]
A.
B.
C.
D.
题型:山西省月考题难度:| 查看答案
同种材料制成的两个物体A、B,且mA=2mB,放在同一粗糙的水平面上处于静止,现用水平力F推A,产生的加速度为a,若用F水平推B,使B产生的加速度为[     ]
A、等于a 
B、等于2a
C、大于a、小于2a        
D、大于2a
题型:海南省期末题难度:| 查看答案
一个物体受到的合外力恒定,且不为零时,则[     ]
A、这物体可能做匀加速曲线运动
B、这物体一定做匀加速直线运动
C、这物体的加速度一定不为零
D、这物体的速度一定不为零
题型:海南省期末题难度:| 查看答案
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