4．圖示為某游樂場過山車軌道示意圖，斜面軌道末端與一個半徑為R的豎直圓形軌道相切．質(zhì)量為m的過山車，由靜止開始沿斜面軌道上的A點(diǎn)下滑，不計一切阻力，求：
（1）過山車恰好通過圓形軌道最高點(diǎn)B的臨界速度多大？
（2）要使過山車能安全通過圓形軌道，A點(diǎn)至少為多高？

分析 （1）小車恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn)B時，由重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出小車過B點(diǎn)的臨界速度．
（2）由A運(yùn)動到B，只有重力做功，小車的機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解H．

解答 解：（1）小車恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn)B時，軌道對小車沒有作用力，由重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有：
   mg=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
解得：v=$\sqrt{gR}$，即為最高點(diǎn)B的臨界速度．
（2）小車由A運(yùn)動到B，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：
   mgH=mg•2R+$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
解得：H=2.5R
答：
（1）過山車恰好通過圓形軌道最高點(diǎn)B的臨界速度為$\sqrt{gR}$．
（2）要使過山車能安全通過圓形軌道，A點(diǎn)至少為2.5R高．

點(diǎn)評 涉及力在空間的效應(yīng)，要優(yōu)先考慮動能定理或機(jī)械能守恒定律．對于圓周運(yùn)動，涉及力的問題，往往根據(jù)向心力進(jìn)行分析處理．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

14．如圖所示是一種用于測量微小壓差的U型管壓強(qiáng)計，細(xì)管的橫截面積都是a，粗管的橫截面積都是A，管內(nèi)盛有密度分別是ρ1和ρ2的兩種互不相溶的液體．當(dāng)兩臂液體上方氣體的壓強(qiáng)相等時，每種液體的液面都處在同一高度．問：當(dāng)密度為ρ2的液面的高度差為h時，兩臂液面上方氣體的壓強(qiáng)差為多少？已知在使用過程中，兩粗管中都只有密度為ρ1的液體，而沒有密度為ρ2的液體．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

15．某汽車，額定功率為80kw，從靜止開始以加速度a=2m/s2運(yùn)行，已知運(yùn)動中所受的阻力恒定大小為4000N，若汽車的質(zhì)量2000kg，則汽車能維持勻加速運(yùn)動的時間為5s，當(dāng)車速為8m/s時的功率為64KW，當(dāng)車速為16m/s時的加速度為0.5m/s2．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動，運(yùn)動過程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數(shù)$\frac{1}{v}$圖象如圖所示．若已知汽車的質(zhì)量，則根據(jù)圖象所給的信息，能求出的物理量是（　�。�
A．汽車的功率B．汽車運(yùn)動到最大速度所需的時間
C．汽車所受到的阻力D．汽車行駛的最大速度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

19．某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，在小車上表面距車板左端d=1.2m處固定裝上一個半徑R=0.4m的光滑半圓弧軌道，軌道下端與小車的上表面水平相切，小車連同軌道的總質(zhì)量M=2kg，在小車左端點(diǎn)放置一個質(zhì)量m=0.4kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），物塊與車板間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，開始時物塊隨小車一起沿光滑水平面以某一速度向右沿直線運(yùn)動，某時刻小車碰到障礙物而立刻停下并且不再運(yùn)動，物塊則沿車板滑行后進(jìn)入半圓弧軌道，運(yùn)動至軌道最高點(diǎn)離開后恰好落在小車車板的左端點(diǎn)，g取10m/s2，求：
（1）物塊到達(dá)半圓弧軌道最高點(diǎn)的速度大�。�
（2）物塊剛進(jìn)入半圓弧軌道時對軌道的壓力大��；
（3）從一開始道物塊運(yùn)動至軌道最高點(diǎn)離開時，小車與物塊組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

9．2013年1月，一場別開生面的節(jié)能車競賽在東風(fēng)本田發(fā)動機(jī)有限公司廠區(qū)內(nèi)進(jìn)行，40支車隊以各家獨(dú)門絕技挑戰(zhàn)1升汽油行駛里程的最高紀(jì)錄．某公司研制開發(fā)的某型號小汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為24kW，汽車連同駕乘人員總質(zhì)量為m=2000kg，在水平路面上行駛時受到恒定的阻力是800N，求：
（1）汽車在額定功率下勻速行駛的速度大��；
（2）汽車在額定功率下行駛，速度為20m/s時的加速度大小．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

16．如圖所示，甲乙兩圖中左側(cè)斜面完全相同，右側(cè)軌道不同，除去底部一小段圓弧，甲圖中的軌道是個半圓形軌道，其直徑等于h；乙圖中的軌道是一個內(nèi)徑略大于小球直徑的半圓形管道，管的高度等于h．可看成質(zhì)點(diǎn)的小球從同一高度h處由靜止釋放，如果不計摩擦力和拐彎處的能量損失，小球進(jìn)入右側(cè)軌道后，下列描述正確的是（　�。�
A．球在兩種軌道中都能到達(dá)右側(cè)最高點(diǎn)
B．球在甲軌道中能到達(dá)右側(cè)最髙點(diǎn)，且到達(dá)最高點(diǎn)對軌道壓力為零
C．球在乙軌道中能到達(dá)右側(cè)最高點(diǎn)，且到達(dá)最高點(diǎn)對軌道壓力為零
D．球在乙軌道中能到達(dá)右側(cè)最高點(diǎn)，且到達(dá)最高點(diǎn)對軌道壓力大小等于小球重力

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

13．如圖所示，一根據(jù)處于自由狀態(tài)的彈簧兩端連接有兩擋板，下?lián)醢骞潭ㄔ趦A角θ=30o的斜面底端，上擋板位于斜面上的B點(diǎn)，兩擋板及彈簧的質(zhì)量均不計．一質(zhì)量m=1kg的物體，在斜面上的A點(diǎn)以初速度v0=4m/s下滑，A點(diǎn)距彈簧上端B點(diǎn)的距離AB=4m，當(dāng)物體到達(dá)B點(diǎn)后將彈簧壓縮到C點(diǎn)，最大壓縮量BC=0.2m，然后彈簧把物體彈上去，物體到達(dá)的最高位置為D點(diǎn)，D點(diǎn)距A點(diǎn)的距離AD=3m．g取10m/s2．求：
（1）物體從A點(diǎn)滑到D點(diǎn)的過程中重力勢能減少了多少？
（2）已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，物體從A點(diǎn)滑到C點(diǎn)再返回到D點(diǎn)的過程中機(jī)械能減少了多少？
（3）彈簧的最大彈性勢能Emax是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

1．將帶電量為q=1.0×10-8C的點(diǎn)電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功W=1×10-6J，試求：
（1）電荷的電勢能是增加還是減少？增加（減�。┝硕嗌�？
（2）若取B點(diǎn)處電勢為零，則電荷在A點(diǎn)具有的電勢能是多少？A點(diǎn)的電勢是多少？
（3）將電荷量為q′=-2×10-8C的電荷放在A點(diǎn)時具有的電勢能為多少？
（4）B、A兩點(diǎn)間的電勢差UBA=？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案