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如图所示为水上乐园的一个游玩项目,由弧形滑道、竖直平面内的圆形滑道、水平滑道及水...

如图所示为水上乐园的一个游玩项目,由弧形滑道、竖直平面内的圆形滑道、水平滑道及水池组成。圆形滑道内侧半径,圆形滑道的最低点的水平入口和水平出口相互错开,为保证安全,在圆形滑道内运动时,要求紧贴内侧滑行。水面离水平滑道的高度。现游客从滑道点由静止滑下,游客可视为质点,不计一切阻力,重力加速度

(1)若游客恰能安全滑过圆形滑道最高点,则起滑点离水平滑道多高?

(2)为了保证游客安全,在水池中放有长度的安全气垫,其厚度不计,满足(1)的游客恰落在端,要使游客能安全落在气垫上,起滑点距水平滑道的高度的取值范围为多少?

 

(l)5m;(2) 【解析】 (1)游客在圆形滑道内侧恰好滑过最高点时,由牛顿第二定律可得 设起滑点离水平轨道的高度为,从到圆形滑道最高点,由机械能守恒定律得 解得。 (2)游客安全落在点时起滑点距水平滑道的高度最小,从到由机械能守恒定律得 解得 游客从点到点做平抛运动,由平抛运动规律可知 解得 水平位移 游客安全落在点时起滑点距水平滑道的高度最大,从到的水平位移 则对应在点的速度 从点到点由机械能守恒定律得 解得 故起滑点距水平滑道的高度的取值范围为  
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考点分析:
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如图所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后做平抛运动,经过0.3 s后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰.已知半圆形管道的半径R=1 m,小球可看做质点且其质量为m=1 kg,g10 m/s2.则(  )

A.小球在斜面上的相碰点CB点的水平距离是0.9 m

B.小球在斜面上的相碰点CB点的水平距离是1.9 m

C.小球经过管道的B点时,受到管道的作用力FNB的大小是1 N

D.小球经过管道的B点时,受到管道的作用力FNB的大小是2 N

 

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如图所示,圆弧形凹槽固定在水平地面上,其中是以为圆心的一段圆弧,位于竖直平面内。现有一小球从一水平桌面的边缘P点向右水平飞出,该小球恰好能从点沿圆弧的切线方向进人轨道。与竖直方向的夹角为与竖直方向的夹角为。下列说法正确的是(  )

A. B.

C. D.

 

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半径为r=1m的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动,A为圆盘边缘上一点,在O点的正上方将一个可视为质点的小球以4m/s的速度水平抛出,半径OA方向恰好与该初速度的方向相同,如图所示,若小球与圆盘只碰一次,且落在A点,则圆盘转动的角速度大小不可能是(      )

A. B. C. D.

 

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如图甲所示,用一轻质绳拴着一质量为m的小球,在竖直平面内做圆周运动(不计一切阻力),小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T,小球在最高点的速度大小为v,其T﹣v2图象如图乙所示,则(  )

A. 当地的重力加速度为

B. 轻质绳长为

C. 小球在最低点受到的最小拉力为5a

D. 若把轻绳换成轻杆,则从最高点由静止转过90°的过程中杆始终对小球产生支持力

 

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如图所示,竖直环半径为,固定在木板上,木板放在水平地面上,左、右两侧各有一光滑挡板固定在地上,不能左右运动,在环的最低点有一小球的质量均为。现给小球一水平向右的瞬时速度,小球会在环内侧做圆周运动。为保证小球能通过环的最高点,且不会使环在竖直方向上跳起(不计小球与环的摩擦阻力),则瞬时速度必须满足(  )

A.最小值为 B.最大值为 C.最小值为 D.最大值为

 

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