【題目】過山車是游樂場中常見的設(shè)施。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＝2.0 m、＝1.4 m。一個質(zhì)量為m＝1. 0 kg的小球（視為質(zhì)點），從軌道的左側(cè)A點以＝12.0m/s的初速度沿軌道向右運動，A、B間距="6." 0 m。小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)="0." 2，圓形軌道是光滑的。假設(shè)水平軌道足夠長，圓形軌道間不相互重疊。重力加速度取，計算結(jié)果保留小數(shù)點后一位數(shù)字。試求

（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小；

（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，半徑應(yīng)滿足的條件；小球最終停留點與起點A的距離。

【答案】F="10.0" NL="12.5" m26.0 m。

【解析】

試題（1）（4分）設(shè)小于經(jīng)過第一個圓軌道的最高點時的速度為v1根據(jù)動能定理

①

小球在最高點受到重力mg和軌道對它的作用力F，根據(jù)牛頓第二定律

②

由①②得③

（2）（4分）設(shè)小球在第二個圓軌道的最高點的速度為v2，由題意

④

⑤

由④⑤得⑥

（3）（4分）要保證小球不脫離軌道，可分兩種情況進行討論：

I．軌道半徑較小時，小球恰能通過第三個圓軌道，設(shè)在最高點的速度為v3，應(yīng)滿足

⑦

⑧

由⑥⑦⑧得

II．軌道半徑較大時，小球上升的最大高度為R3，根據(jù)動能定理

解得

為了保證圓軌道不重疊，R3最大值應(yīng)滿足

解得 R3=27.9m

綜合I、II，要使小球不脫離軌道，則第三個圓軌道的半徑須滿足下面的條件

或

當時，小球最終焦停留點與起始點A的距離為L′，則

當時，小球最終焦停留點與起始點A的距離為L〞，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：

【題目】如圖所示，在勻強電場中，質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球由靜止釋放沿斜向下做直線運動，軌跡與豎直方向的夾角為θ，則（ ）

A. 電場方向可能水平向左

B. 小球的機械能可能減小

C. 場強的最小值為

D. 小球的電勢能一定變化

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為R=0.4m的光滑半圓軌道AB豎直固定在光滑水平地面上，質(zhì)量為m=1kg的小球以某一速度v0從A點進入半圓軌道，恰能經(jīng)過最高點B水平向左飛出（不計空氣阻力）；求：

（1）小球從B點飛出時的速度大�。�

（2）小球在A點時的速度大�。�

（3）小球在A點時，對軌道的壓力。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，實驗小組A不慎將一條選擇好的紙帶的前面一部分損壞了,剩下的一部分紙帶上各點間的距離如圖所示的數(shù)值，已知打點計時器的周期為T =0.02s,重力加速度g =10 m/s2；已知重錘的質(zhì)量為m=200g，S1=0.98cm， S2=1.42cm, S3=1.78cm。

記錄B點時重錘的動能EKB=3.60×10-2J，記錄C點時重錘的動能EKC=______J；重錘從B點到C點重力勢能變化量是_____J，動能變化量是_______J，從而可以得出結(jié)論：_________。

（2）在驗證機械能守恒定律的實驗中，自由落下的重錘質(zhì)量要大一些，這是為了減少________對實驗的影響。

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【題目】等腰三角形內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強磁場，它的底邊在x軸上且長為2L，高為L,t＝0時刻，邊長為L的正方形導(dǎo)線框從圖示位置沿x軸正方向勻速穿過磁場，取順時針方向為電流的正方向，則能夠正確表示導(dǎo)線框中電流—位移(i—x)關(guān)系的是( )

A.

B.

C.

D.

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【題目】如圖所示，圓盤上疊放著兩個物塊A和B.當圓盤和物塊繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動時，物塊與圓盤始終保持相對靜止，則(　　)

A. 物塊B受4個力作用

B. 物塊B受5個力作用

C. 當轉(zhuǎn)速增大時，A受摩擦力增大，B所受摩擦力不變

D. A對B的摩擦力方向沿半徑指向轉(zhuǎn)軸

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】正三角形ABC的三個頂點處分別固定有水平放置的長直導(dǎo)線，并通以如圖所示方向的恒定電流，導(dǎo)線中的電流大小相等，三角形中心O點的磁感應(yīng)強度大小為B0，已知通電直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁場與通電直導(dǎo)線的電流大小成正比，則下列說法正確的是

A. O點處的磁感應(yīng)強度方向豎直向下

B. B、C處兩導(dǎo)線電流在O點產(chǎn)生的合磁場方向水平向左

C. B處電流在O點處產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強度大小為B0

D. 將A處電流大小減半，則O點處的磁場磁感應(yīng)強度大小為B0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，平行板A、B豎直放置，B板接地，A、B兩板加上交變電壓，A板的電勢隨時間變化規(guī)律如圖乙所示，乙圖所示物理量均為已知量。t=0時刻，一個質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的粒子在B板附近由靜止釋放，不計粒子的重力，求：

(1)要使粒子到達A板時速度為零，A、B板間的距離應(yīng)滿足什么條件?

(2)要使粒子到達A板前一直加速，A、B板間的距離應(yīng)滿足什么條件

(3)若將兩板間的距離調(diào)為L，保持兩板的電勢差大小不變，改變交變電壓周期，使粒子在t=到t=時間內(nèi)從B板附近由靜止釋放后粒子不能到達A板，改變后的周期應(yīng)滿足什么條件?

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用多用電表測定一只電阻的阻值，多用電表電阻擋有3種倍率，分別是×100Ω、×10Ω、×1Ω．該同學(xué)選擇×10Ω倍率，用正確的操作方法測量時，發(fā)現(xiàn)指針轉(zhuǎn)過角度太�。贋榱藴蚀_地進行測量，請你從以下給出的操作步驟中，選擇必要的步驟，并排出合理順序： ．（填步驟前的字母）

A．旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至歐姆擋“×lΩ”

B．旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至歐姆擋“×100Ω”

C．旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至“OFF”，并拔出兩表筆

D．將兩表筆分別連接到Rx的兩端，讀出阻值后，斷開兩表筆

E．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度，斷開兩表筆

②按正確步驟測量時，指針指在圖示位置，Rx的測量值為 Ω．

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