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游乐场中的翻腾过山车从某一高度滑下后,进入竖直面上的圆轨道运动,当过山车经过圆轨道顶端时,也不会掉下来,是一种惊险刺激的运动,其物理模型如图所示.设过山车的质量为m,过山车自A点无初速沿轨道滑下,后进入圆轨道,圆轨道的半径为R,A点的高度h=4R,不计空气阻力和摩擦阻力,求过山车到圆轨道最高点B时的速度大小.
车在运动过程中,只有重力做功,由机械能守恒定律:mg(h-2R)=
1
2
mv2
解得,v=
2g(h-2R)
=
4gR
=2
gR

答:过山车到圆轨道最高点B时的速度大小是2
gR
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道ABC,其半径R=0.5m,轨道在C处与水平地面相切。在C放一小物块,给它一水平向左的初速度v0=5m/s,结果它沿CBA运动,通过A点,最后落在水平地面上的D点,求CD间的距离s。取重力加速度g=10m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

在一绝缘支架上,固定着一个带正电的小球A,A又通过一长为10cm的绝缘细绳连着另一个带负电的小球B,B的质量为0.1kg,电荷量为
1
9
×10-6C,如图所示,将小球B缓缓拉离竖直位置,当绳与竖直方向的夹角为60°时,将其由静止释放,小球B将在竖直面内做圆周运动.已知释放瞬间绳刚好张紧,但无张力.g取10m/s2.求
(1)小球A的带电荷量;
(2)释放瞬间小球B的加速度大小;
(3)小球B运动到最低点时绳的拉力.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一个质量为m的质点,在外力F和重力的作用下,由静止开始斜向下作匀加速直线运动,加速度方向与竖直方向成θ角.为使质点机械能保持不变,F的大小必须等于(  )
A.mgB.mgsinθC.mgtanθD.mgcosθ

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一长度为L0的轻质弹簧一端固定在O点,另一端连接一质量为m的小球(可看做质点),现在把小球从位置A由静止释放,释放时弹簧水平,弹簧的弹力为零.当小球运动到B处时,弹簧处于竖直方向,弹簧长度为L,小球的速度为v0则小球从A运动到B的过程中,下列说法中正确的是(  )
A.在此过程中,小球的机械能守恒
B.在此过程中,小球重力势能的减少量等于其动能的增加量
C.在此过程中,弹簧弹性势能增加了
1
2
mv2-mgL
D.在此过程中,小球重力势能减小了mgL

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=37°,另一端点C为轨道的最低点.C点右侧的水平路面上紧挨C点放置一木板,木板质量M=2kg,上表面与C点等高.质量m=1kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0=1.2m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道.已知物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2,木板与路面间的动摩擦因数μ2=0.08,取g=10m/s2,sin37°=0.6.试求:
(1)物块经过轨道上的C点时对轨道的压力大小;
(2)若物块刚好滑到木板的中点停止,求木板的长度.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

某学校物理兴趣小组用空心透明塑料管制作了如图所示装置.两个“0”字型的半径均为R.让一质量为m、直径略小于管径的光滑小球从入口A处射入,依次经过图中的B、C、D三点,最后从E点飞出.已知BC是“0”字型的一条直径,D点是该造型最左侧的一点,当地的重力加速度为g,不计一切阻力,则小球在整个运动过程中(  )
A.在B、C、D三点中,距A点位移最大的是B点,路程最大的是D点
B.对管壁的最小压力可能为0
C.对管壁的最大压力可能为5mg
D.对管壁的压力可能为mg

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示是必修2课本中四幅插图,关于该四幅图示的运动过程中物体机械能不守恒的是(  )
A.图甲中,滑雪者沿光滑斜面自由下滑
B.图乙中,过山车关闭油门后通过不光滑的竖直圆轨道
C.图丙中,小球在水平面内做匀速圆周运动
D.图丁中,石块从高处被斜向上抛出后在空中运动(不计空气阻力)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,桌面高度为h,质量为m的小球,以v0速度竖直向上抛到最大的高度为H,不计空气阻力,假设以最高处的重力势能为零,小球落到地面前的瞬间的机械能应为(  )
A.mghB.mgHC.mg(H+h)D.0

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同步练习册答案