(18分)為了研究過山車的原理,物理小組提出了下列的設(shè)想:取一個與水平方向夾角為37°.長為L=2.0m的粗糙的傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個軌道除AB段以外都是光滑的。其中AB與BC軌道以微小圓弧相接,如圖所示。一個小物塊以初速度,從某一高處水平拋出,到A點時速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下。已知物塊與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)(g取10m/s2,)求:

   (1)小物塊的拋出點和A點的高度差;

   (2)要使小物塊不離開軌道,并從水平軌道DE滑出,求豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件;

   (3)為了讓小物塊不離開軌道,并且能夠滑回傾斜軌道AB,則豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件。

 

(1)h=0.45m

(2)要使物塊從水平軌道DE滑出,圓弧軌道的半徑R≤0.66m。

(3)要使物塊能夠滑回傾斜軌道AB,則R≥1.65m。

解析:(1)小物塊做平拋運動,經(jīng)時間t到達(dá)A處時,令下落的高度為h,水平分速度為vx,豎直分速度為vy

由以上兩式得h=0.45m  (5分)

   (2)物體落在斜面上后,受到斜面的摩擦力。

設(shè)物塊進入圓軌道最高點時有最小速度v1,此時物塊受到的重力恰好提供向心力,令此時半徑為R0

物塊從拋出到圓軌道最高點的過程中

聯(lián)立上式,解得:R0=0.66m。

所以要使物塊從水平軌道DE滑出,圓弧軌道的半徑R≤0.66m。(6分)

   (3)為了讓小物塊不離開軌道,并且能夠滑回傾斜軌道AB,則物塊上升的高度應(yīng)該小于或等于軌道半徑。

所以要使物塊能夠滑回傾斜軌道AB,則R≥1.65m。(7分)

 

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為了研究過山車的原理,某興趣小組提出了下列設(shè)想:取一個與水平方向夾角為37°、長為l=2.0m的粗糙傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個軌道除 AB 段以外都是光滑的.其AB 與BC 軌道以微小圓弧相接,如圖所示.一個小物塊以初速度v0=4.0m/s從某一高處水平拋出,到A點時速度方向恰好沿 AB 方向,并沿傾斜軌道滑下.已知物塊與傾斜軌道的動摩擦因數(shù) μ=0.50.(g=10m/s2、sin37°=0.60、cos37°=0.80)
(1)求小物塊到達(dá)A點時速度.
(2)要使小物塊不離開軌道,并從軌道DE滑出,求豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件?
(3)為了讓小物塊不離開軌道,并且能夠滑回傾斜軌道 AB,則豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?淮南一模)為了研究過山車的原理,物理小組提出了下列的設(shè)想:取一個與水平方向夾角為37°、長為L=2.0m的粗糙的傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個軌道除AB段以外都是光滑的.其中AB與BC軌道以微小圓弧相接,如圖所示.一個小物塊以初速度v0=4.0m/s,從某一高處水平拋出,到A點時速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下.已知物塊與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)μ=0.5(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)小物塊的拋出點和A點的高度差;
(2)為了讓小物塊不離開軌道,并且能夠滑回傾斜軌道AB,則豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件.
(3)要使小物塊不離開軌道,并從水平軌道DE滑出,求豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件.

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科目:高中物理 來源: 題型:

為了研究過山車的原理,物理小組提出了下面的設(shè)想:取一個與水平方向夾角為37°、長為L=2.0m的粗糙的傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個軌道除AB段以外都是光滑的.其中AB與BC軌道以微小圓弧相接,如圖所示.一個物塊以初速度v0=4.0m/s,從某一高處水平拋出,到A點時速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下.已知物塊與傾斜軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.50.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)要使小物塊不離開軌道,并從水平軌道DE滑出,求豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件?
(2)為了讓小物塊不離開軌道,并且能夠滑回傾斜軌道AB,則豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件?
(3)若按照(2)的要求,小物塊進入軌道后可以有多少次通過圓軌道上距水平軌道高為0.O1m的某一點?

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(1)小球初速度的大。

(2)小球滑過C點時的速率;

(3)要使小球不離開軌道,則豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件。

 

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