(B)游乐场的过山车可以底朝天在圆轨道上运行,游客却不会掉下来.我们把这种情况抽象为如图的模型:弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接,使小球从弧形轨道上端滚下,小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动,小球由静止放开时的位置比轨道最低点高出h.实验发现,只要h大于一定值,小球就可以顺利通过圆轨道的最高点.如果已知圆轨道的半径为R=0.2m,取g=10m/s
2,不考虑摩擦等阻力.
(1)h至少要等于多大,小球才能恰好通过最高点?
(2)若小球通过最高点时,对轨道的压力不大于重力,求h的范围?
(3)改变h的数值,用压力传感器测出小球到达轨道最高点时对轨道的压力大小F
N,试通过计算在纸上作出F
N-h图象(已知小球质量0.1kg)