【題目】過山車是游樂場中常見的設(shè)施。下圖是一種過山車的簡易模型，它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)的三個(gè)圓形軌道組成，B、C、D分別是三個(gè)圓形軌道的最低點(diǎn)，半徑、。一個(gè)質(zhì)量為kg的小球（視為質(zhì)點(diǎn)），從軌道的左側(cè)A點(diǎn)以的初速度沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，A、B間距。小球與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)，圓形軌道是光滑的。假設(shè)水平軌道足夠長，圓形軌道間不相互重疊。重力加速度取，計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字。試求：

(1)小球在經(jīng)過第一個(gè)圓形軌道的最高點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)小球作用力的大��；

(2)如果小球恰能通過第二個(gè)圓形軌道，B、C間距L應(yīng)是多少。

【答案】(1)10.0N；(2)12.5m

【解析】

(1)設(shè)小球經(jīng)過第一個(gè)圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)的速度為v1，根據(jù)動(dòng)能定理得

-μmgL1-2mgR1=mv12-mv02

小球在最高點(diǎn)受到重力mg和軌道對(duì)它的作用力F，根據(jù)牛頓第二定律有

F+mg=m

代入數(shù)據(jù)解得軌道對(duì)小球作用力的大小

F=10.0 N

(2)設(shè)小球在第二個(gè)圓軌道的最高點(diǎn)的速度為v2，小球恰能通過第二圓形軌道，根據(jù)牛頓第二定律有

mg=m

根據(jù)動(dòng)能定理

-μmg（L1+L）-2mgR2=mv22-mv02

代入數(shù)據(jù)解得B、C間距

L=12.5m

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一列簡諧橫波沿直線傳播的速度為2m/s，在傳播方向上有A、B兩質(zhì)點(diǎn)，從波剛好傳到某質(zhì)點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，已知5s內(nèi)A點(diǎn)完成6次全振動(dòng)，B點(diǎn)完成10次全振動(dòng)，則此波向什么方向傳播？波長為多少？A、B兩點(diǎn)間的距離是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)存在正交的勻強(qiáng)電磁場，電場強(qiáng)度E1=40N/C；第四象限內(nèi)存在一方向向左的勻強(qiáng)電場。一質(zhì)量為m=2×10-3kg帶正電的小球，從M（3.64m，3.2m）點(diǎn)，以v0=1m/s的水平速度開始運(yùn)動(dòng)。已知球在第一象限內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從P（2.04m，0）點(diǎn)進(jìn)入第四象限后經(jīng)過y軸上的N（0，-2.28m）點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B

（2）小球由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至N點(diǎn)的時(shí)間

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體的p－V圖線，若其狀態(tài)由A→B→C→A，且A→B等容，B→C等壓，C→A等溫，則氣體在ABC三個(gè)狀態(tài)時(shí)(　　)

A. 單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)nA＝nB＝nC

B. 氣體分子的平均速率vA>vB>vC

C. 氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁的平均作用力FA>FB，FB＝FC

D. 氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)，對(duì)器壁單位面積碰撞的次數(shù)NA>NB，NA>NC

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的、質(zhì)量為m的小球，在半徑為R的豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g，下列有關(guān)說法中正確的是

A. 小球能夠通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為0

B. 小球能夠通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為

C. 如果小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為2，則此時(shí)小球?qū)艿赖耐獗谟凶饔昧?/span>

D. 如果小球在最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為，則此時(shí)小球?qū)艿劳獗诘淖饔昧?/span>6mg

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，重20牛的物體放在粗糙水平面上，用力F = 20牛的力斜向下推物體，F與水平面成30角，物體剛好勻速直線運(yùn)動(dòng)。則下列結(jié)論正確的是：

A.地面對(duì)物體的作用力為20牛 ，

B.物體與平面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.5

C.物體受的支持力與力F的合力方向可能向右

D.物體所受的合力為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量m=2.0kg的木塊靜止在高h=1.8m的水平平臺(tái)上，木塊距平臺(tái)右邊緣7.75m，木塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0．2。用水平拉力F=20N拉動(dòng)木塊，木塊向右運(yùn)動(dòng)4.0m時(shí)撤去力F。不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2。求：

（1）.F作用于木塊的時(shí)間；

（2）.木塊離開平臺(tái)時(shí)的速度大��；

(3).木塊落地時(shí)距平臺(tái)邊緣的水平距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，被網(wǎng)友稱為“麻辣小龍蝦”的新沂救援機(jī)器人引起外媒廣泛關(guān)注，其長長的手臂前端有三個(gè)對(duì)稱安放的“鐵夾”。在某次救援活動(dòng)中，“麻辣小龍蝦”用鐵夾恰好豎直抓取到重量為G的均勻圓柱狀水泥制品，水泥制品在空中處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖乙所示。則

A. 水泥制品受到的靜摩擦力方向可能豎直向下

B. 水泥制品受到的靜摩擦力大小一定等于G

C. 若鐵夾抓取水泥制品的位置稍咖上移，水泥制品受到的摩擦力變大

D. 若增大鐵夾對(duì)水泥制品的擠壓，則水泥制品所受摩擦力增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

（1）實(shí)驗(yàn)中需要平衡摩擦力，關(guān)于平衡摩擦力，下列說法正確的是________

A.平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)用小木塊將長木板有定滑輪的一端適當(dāng)墊高

B.平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將懸掛砂桶的細(xì)線系在小車上

C.平衡摩擦力時(shí)，讓小車后面連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶

D.若小車能靜止在長木板上，則說明已平衡摩擦力

（2）保持小車的質(zhì)量不變，改變砂桶中砂的質(zhì)量，打出多條紙帶，根據(jù)紙帶求出相應(yīng)小車運(yùn)動(dòng)的加速度a，作出加速度a與合外力F的關(guān)系圖象，如圖乙所示。發(fā)現(xiàn)圖線不過原點(diǎn)，重新實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將小木塊適當(dāng)向______(填“左”或“右”)移一些，重新平衡摩擦力。

（3）保持砂和砂桶的總質(zhì)量不變，改變小車中祛碼的個(gè)數(shù)以改變小車和祛碼的總質(zhì)量M，測得的數(shù)據(jù)如丙所示，請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖中描點(diǎn)、作出圖象____________，根據(jù)圖象，求得合外力的大小為______N(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

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