如圖所示，游樂場翻滾過山車上的乘客常常會在高速旋轉(zhuǎn)或高空倒懸時嚇得魂飛魄散，但這種車的設(shè)計有足夠的安全系數(shù)，離心現(xiàn)象使乘客在回旋時穩(wěn)坐在座椅上，還有安全棒緊緊壓在乘客胸前，在過山車未達終點以前，誰也無法將它們打開．設(shè)想如下數(shù)據(jù)，軌道最高處距地面32 m，最低處幾乎貼地，圓環(huán)直徑15 m，過山車經(jīng)過最低點時的速度約25 m/s，經(jīng)過最高點時的速度約18 m/s．試?yán)门ｎD第二定律和圓周運動的知識，探究這樣的情況下能否保證乘客的安全？

答案：
解析：

　　導(dǎo)思：觀察實際生活中的圓周運動的實例，結(jié)合所學(xué)知識可以計算出翻滾過山車等運動的安全性．

　　探究：首先我們分析一下當(dāng)過山車運動到環(huán)底和環(huán)頂時車中的人的受力情況：重力mg，N下和N上分別為過山車在底部和頂部時對人的支持力(為使問題簡化，可不考慮摩擦及空氣阻力)．我們知道，過山車沿圓環(huán)滑動，人也在做圓周運動．這時人做圓周運動所需的向心力由mg和N提供．用v下表示人在圓環(huán)底部的速度，v上表示人在圓環(huán)頂部的速度，R表示環(huán)的半徑，則

　　


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，是游樂場翻滾過山車示意圖，斜面軌道AC，彎曲、水平軌道CDE和半徑R=7.5m的豎直圓形軌道平滑連接．質(zhì)量m=100kg的實驗小車，從距水平面H=20m高處的A點靜止釋放，通過最低點C后沿圓形軌道運動一周后進入彎曲、水平軌道CDE．重力加速度g=10m/s2，AC與水平面的傾角θ=37°，小車與AC的摩擦因數(shù)μ=0.3，其余不計摩擦和阻力．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）小車從A點靜止釋放到達圓形軌道最低點C時，軌道對小車支持力的大小
（2）計算說明小車能不能通過圓形軌道最高點B；
（3）為使小車在運動中不脫離圓形軌道，小車初始下落高度H值的范圍．

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科目：高中物理 來源：同步單元練習(xí)　　高中1年級第二學(xué)期用　　物理第一冊　　下 題型：038

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科目：高中物理 來源：全優(yōu)設(shè)計必修二物理人教版 人教版 題型：038

如圖所示，游樂場翻滾過山車上的乘客常常會在高速旋轉(zhuǎn)或高空倒懸時嚇得魂飛魄散，但這種車的設(shè)計有足夠的安全系數(shù)，離心現(xiàn)象使乘客在回旋時穩(wěn)坐在座椅上，還有安全棒緊緊壓在乘客胸前，在過山車未達終點以前，誰也無法將它們打開，設(shè)想如下數(shù)據(jù)，軌道最高處距地面32 m，最低處幾乎貼地，圓環(huán)直徑15 m，過山車經(jīng)過最低點時的速度約25 m/s，經(jīng)過最高點時的速度約18 m/s．試?yán)门ｎD第二定律和圓周運動的知識，探究這樣的情況下能否保證乘客的安全？

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科目：高中物理 來源：同步題 題型：計算題

如圖所示，游樂場翻滾過山車上的乘客常常會在高速旋轉(zhuǎn)或高空倒懸時嚇得魂飛魄散，但這種車的設(shè)計有足夠的安全系數(shù)，離心現(xiàn)象使乘客在回旋時穩(wěn)坐在座椅上，還有安全棒緊緊壓在乘客胸前，在過山車未達終點以前，誰也無法將它們打開，設(shè)想如下數(shù)據(jù)，軌道最高處離地面32 m，最低處幾乎貼地，圓環(huán)直徑15 m，過山車經(jīng)過最低點時的速度約25 m/s，經(jīng)過最高點時的速度約18 m/s．試?yán)门ｎD第二定律和圓周運動的知識，探究這樣的情況下能否保證乘客的安全？（g取10 m/s2）

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