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如图所示,惯性列车(翻滚过山车)装置由圆轨道与两段斜轨连接而成,列车从斜轨高处无...

如图所示,惯性列车(翻滚过山车)装置由圆轨道与两段斜轨连接而成,列车从斜轨高处无动力静止滑下,经过圆轨道后再冲上另一斜轨.已知列车质量为m,圆轨道半径为R,若将列车看成质点,并且不计摩擦,求:
(1)要保证列车能安全通过圆轨道,则斜轨高度至少多少?
(2)若列车由许多节构成,总长恰为2πR,列车高度不计,摩擦阻力也不考虑,为保证列车能安全通过圆轨道.求斜轨高度至少多少?

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(1)求出列车在圆轨道最高点的临界速度,靠重力提供向心力.然后根据动能定理求出斜轨的高度. (2)若列车的总长度为2πR时,恰好通过圆轨道最高点时,重心上升R,根据动能定理求出斜轨的高度. 【解析】 (1)列车恰能过圆轨道 最高点时: 联立两方程解得:h=2.5R 故斜轨高度至少为2.5R. (2)列车不脱轨时: 由 联立方程解得:h′=1.5R 故斜轨高度至少为1.5R.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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