满分5 > 高中物理试题 >

过山车是游乐场中常见的设施.某校物理兴趣小组自制过山车的简易模型,如图所示,它由...

过山车是游乐场中常见的设施.某校物理兴趣小组自制过山车的简易模型,如图所示,它由水平轨道和在竖直平面内的圆形轨道组成,B、C分别是二个圆形轨道的最低点,半径分别是R1=2.0m、R2=1.4M,DE段是一半径为R3=1.0m的四分之一光滑圆弧轨道,它与水平轨道平滑连接,D点为圆弧的最高点,一个质量为M=1.0kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以V=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距L1=6.0m.C、D间距S=15.0m,小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,圆形轨道是光滑的.假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠.重力加速度取g=10m/s2,试求:
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距L应是多少;
(3)如果小球从第二圆形轨道运动到水平轨道的D点时,能否沿DE圆弧轨道滑下?若不能请说明理由.

manfen5.com 满分网
对小球的运动过程进行分析.运用动能定理求出小球经过第一个圆轨道的最高点时的速度,再对小球在第一个圆轨道的最高点进行受力分析,并利用牛顿第二定律求出轨道对小球作用力.知道小球恰能通过圆形轨道的含义,并能找出在第二圆形轨道的最高点速度.运用动能定理研究某一运动过程求出B、C间距L. 【解析】 (1)设小球经过第一个圆轨道的最高点时的速度为v1根据动能定理得: -μmgL1-2mgR1=mv12-mv2 …① 小球在最高点受到重力mg和轨道对它的作用力F,根据牛顿第二定律有: F+mg=m… ② 由 ①、②得:F=10.0 N…  ③ (2)设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为v2,由小球恰能通过第二圆形轨道有: mg=m…④ -μmg(L1+L)-2mgR2=mv22-mv2…⑤ 由④、⑤得:L=12.5m…⑥ (3)不能, 设小球运动到D点时速度为vD根据动能定理可得: -μmg(L1+L+S)=mvD2-mv2 ①  可得vD2=10,在D点恰好通过 mg= 则物体对水平面D点无压力N=0,由此物体只受重力作用,以VD水平速度平抛. 答:(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小是10.0 N; (2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距L应是12.5m  (3)如果小球从第二圆形轨道运动到水平轨道的D点时,不能沿DE圆弧轨道滑.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
一水平传送带以1m/s的速度逆时针转动,水平部分AB长为2m,其右端与一倾角θ=37°的斜面平滑相连,一个可视为质点的物块从距斜面底端B点1m处无初速度释放,物块与斜面及传送带间动摩擦因数μ=0.5,问:(sin37°=0.6,g取l0m/s2
(1)物块滑到斜面底端B的速度大小;
(2)物块从释放至到达传送带左端A所用的时间.

manfen5.com 满分网 查看答案
一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出,利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图象如图所示,取g=10m/s2,求:
(1)物块上滑和下滑的加速度大小a1、a2
(2)物块向上滑行的最大距离S;
(3)斜面的倾角θ.

manfen5.com 满分网 查看答案
在验证机械能守恒定律实验时:
①关于本实验的叙述中,正确的有   
A、打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定,以减少纸带下落过程中的阻力
B、需用天平测出重锤的质量
C、打点计时器用四节干电池串联而成的电池组作为电源
D、用手托着重锤,先闭合打点计时器的电源开关,然后释放重锤
E、打出的纸带中,只要点迹清晰,就可以运用公式manfen5.com 满分网,来验证机械能是否守恒
F、验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面.
②验证机械能是否守恒时,实验中计算某一点的速度,甲同学用v=gt来计算,乙同学用manfen5.com 满分网来计算.其中    同学的计算方法更符合实验要求.重力加速度g的数值,甲同学用9.8m/s2代入,乙同学用通过对纸带分析计算出重锤下落的实际加速度代入,丙同学用当地的实际重力加速度代入,其中    同学的做法是正确的.
③甲同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量△Ek,乙同学发现△Ep<△Ek,实验过程中肯存在错误的是    同学.本实验中引起误差的主要原因是    查看答案
某同学在用如图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”实验时,
(1)该同学在实验室找到了一个小正方体木块,用实验桌上的一把游标卡尺测出正方体木块的边长,如图乙所示,则正方体木块的边长为______cm;manfen5.com 满分网
(2)接着用这个小正方体木块把小车轨道的一端垫高,通过速度传感器发现小车刚好做
匀速直线运动.设小车的质量为M,正方体木块的边长为a,并用刻度尺量出图中AB的距离为l(a<l且已知θ很小时tanθ≈sinθ),则小车向下滑动时受到的摩擦力为______
(3)然后用细线通过定滑轮挂上重物让小车匀加速下滑,不断改变重物的质量m,测出对应的加速度a,则下列图象中能正确反映小车加速度a与所挂重物质量m的关系的是______manfen5.com 满分网
查看答案
质量为m的物块在平行于斜面的力F作用下,从固定斜面的底端A由静止开始沿斜面上滑,经B点时速率为v,此时撤去F,物块滑回斜面底端时速率也为v,斜面倾角为θ,A、B间距离为x,则( )
manfen5.com 满分网
A.整个过程中重力做功为mgxsinθ
B.整个过程中物块克服摩擦力做功为F
C.上滑过程中克服重力做功为manfen5.com 满分网
D.从撤去F到物块滑回斜面底端,摩擦力做功为-mgxsinθ
查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.