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为了研究过山车的原理,物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接,如图所示。一个小物块以初速度,从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数(g取10m/s20,)求:

(1)小物块的抛出点和A点的高度差;

(2)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件。

(3)要使小物块不离开轨道,并从水平轨道DE滑出,求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件.

 

(1)、设从抛出点到A点的高度差为h,到A点时有则有:

,                                   ①…………………….2分

                                  ②…………………….2分

   代入数据解得h=0.45m                            ③ ……………………1分

(2)、要使小物块不离开轨道并且能够滑回倾斜轨道AB,则小物体沿圆轨道上升的最大高度不能超过圆心,即:

      ④…………………………………………3分

(3)、小物体到达A点时的速度:    ⑤……………1分

从A到B,由动能定理:

          ⑥……………2分

小物体从B到环最高点机械能守恒:  ⑦ ………2分

在最高点有:                  ⑧………………………………2分

由④⑤⑥⑦解得                ⑨ ………………………………1分

解析:略

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

为了研究过山车的原理,某兴趣小组提出了下列设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为l=2.0m的粗糙倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除 AB 段以外都是光滑的.其AB 与BC 轨道以微小圆弧相接,如图所示.一个小物块以初速度v0=4.0m/s从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰好沿 AB 方向,并沿倾斜轨道滑下.已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数 μ=0.50.(g=10m/s2、sin37°=0.60、cos37°=0.80)
(1)求小物块到达A点时速度.
(2)要使小物块不离开轨道,并从轨道DE滑出,求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件?
(3)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道 AB,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件?

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?淮南一模)为了研究过山车的原理,物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的.其中AB与BC轨道以微小圆弧相接,如图所示.一个小物块以初速度v0=4.0m/s,从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下.已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.5(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)小物块的抛出点和A点的高度差;
(2)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件.
(3)要使小物块不离开轨道,并从水平轨道DE滑出,求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件.

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科目:高中物理 来源: 题型:

为了研究过山车的原理,物理小组提出了下面的设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的.其中AB与BC轨道以微小圆弧相接,如图所示.一个物块以初速度v0=4.0m/s,从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下.已知物块与倾斜轨道间的动摩擦因数μ=0.50.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)要使小物块不离开轨道,并从水平轨道DE滑出,求竖直圆轨道的半径应该满足什么条件?
(2)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件?
(3)若按照(2)的要求,小物块进入轨道后可以有多少次通过圆轨道上距水平轨道高为0.O1m的某一点?

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科目:高中物理 来源: 题型:

(18分)为了研究过山车的原理,物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为37°.长为L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接,如图所示。一个小物块以初速度,从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数(g取10m/s2)求:

   (1)小物块的抛出点和A点的高度差;

   (2)要使小物块不离开轨道,并从水平轨道DE滑出,求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件;

   (3)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件。

 

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年重庆市高三5月高考模拟理综物理试卷(解析版) 题型:计算题

(16分)为了研究过山车的原理,某物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为,长为的倾斜轨道AB,通过微小圆弧与长为的水平轨道BC相连,然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道,出口为水平轨道D,如图所示。现将一个小球从距A点高为h=0.9 m的水平台面上以一定的初速度水平弹出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为取10m/s2,求:

(1)小球初速度的大小;

(2)小球滑过C点时的速率

(3)要使小球不离开轨道,则竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件。

 

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