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當(dāng)前位置： 2019-2020學(xué)年河南省鄭州一中高三（上）周測物理試卷（三）> 試題詳情

過山車是游樂場中常見的設(shè)施。下圖是一種過山車的簡易模型，它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)的三個圓形軌道組成，B、C、D分別是三個圓形軌道的最低點，B、C間距與C、D間距相等，半徑R₁=2.0m、R₂=1.4m。一個質(zhì)量為m=1.0kg的小球（視為質(zhì)點），從軌道的左側(cè)A點以v₀=12m/s的初速度沿軌道向右運動，A、B間距L₁=6.0m。小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，圓形軌道是光滑的。假設(shè)水平軌道足夠長，力加速度g=10m/s²．試求：
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（1）小球在經(jīng)過第一個圓形軌道的最高點時，軌道對小球作用力的大?。?br />（2）如果小球恰能通過第二個圓形軌道，B、C間距L應(yīng)是多少；
（3）在滿足（2）的條件下，如果要使小球不脫離軌道，在第三個圓形軌道的設(shè)計中，半徑R₃應(yīng)滿足的條件；小球最終停留點與D點的距離。

【考點】物體在圓形豎直軌道內(nèi)的圓周運動；動能定理的簡單應(yīng)用；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：605引用：3難度：0.1

相似題

1．如圖所示，在電場強度大小E=2×10³V/m、豎直向上的勻強電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN在N點相切，半圓形軌道平面與電場線平行，其半徑R=40cm,N為半圓形軌道最低點，P為QN圓弧的中點。一電荷量q=1×10^-4C、質(zhì)量m=10g帶負(fù)電的滑塊（視為質(zhì)點）與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，位于N點右側(cè)d=3m的M處，取重力加速度大小g=10m/s²，不計空氣阻力。
（1）若滑塊剛好能到N處，求其初速度大小v₀；
（2）若滑塊恰能運動到半圓軌道的最高點Q，求其在水平軌道上的落點到N點的距離x；
（3）求滿足（2）條件的滑塊通過P點時對軌道的壓力大小F。
發(fā)布：2024/10/22 2:0:1組卷：37引用：7難度：0.5
解析
2．如圖所示，軌道ABCDE是研究小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動的條件的簡易裝置，A到水平桌面的高度為H，最低點B處的入、出口靠近但相互錯開，C是半徑R=10cm的圓形軌道的最高點，DE部分水平，且恰好與圓形軌道的圓心O₁等高，水平桌面上的點O₂位于E點的正下方。經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn)，將一質(zhì)量m=10g的小球從軌道AB上的某一位置A由靜止釋放，小球恰能通過C點沿軌道運動，不計小球與軌道的摩擦阻力以及空氣阻力。（g=10m/s²）
（1）求出A到水平桌面的高度H；
（2）求出小球在B點對圓軌道壓力的大?。?br />（3）若A距水平桌面高H₁=0.3m,小球仍由靜止釋放，到達(dá)E點離開軌道后落在水平桌面上，求落點與O₂之間的水平距離x。
發(fā)布：2024/10/23 4:0:1組卷：87引用：3難度：0.7
解析
3．如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為R的半圓形光滑絕緣軌道，其底端B與光滑絕緣水平軌道相切，整個系統(tǒng)處在豎直向上的勻強電場中，一質(zhì)量為m,帶正電的小球以v₀的初速度沿水平面向右運動，通過圓形軌道恰能到達(dá)圓形軌道的最高點C，從C點飛出后落在水平面上的D點，試求：
（1）小球到達(dá)C點時的速度v_c；
（2）BD間的距離s；
（3）小球通過B點時對軌道壓力N。
發(fā)布：2024/10/19 15:0:1組卷：33引用：1難度：0.5
解析

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