问题标题:
【游乐场的过山车的运行过程可以抽象为如图所示模型.弧形轨道的下端与圆轨道相接,使小球从弧形轨道上端A点静止滑下,进入圆轨道后沿圆轨道运动,最后离开.试分析(1)A点离地面的】
问题描述:
游乐场的过山车的运行过程可以抽象为如图所示模型.弧形轨道的下端与圆轨道相接,使小球从弧形轨道上端A点静止滑下,进入圆轨道后沿圆轨道运动,最后离开.试分析
(1)A点离地面的高度h至少要多大,小球才可以顺利通过圆轨道最高点(已知圆轨道的半径为R,重力加速度为g,不考虑摩擦等阻力).
(2)若小球恰能过圆轨道最高点,求小球过圆轨道最低点时对轨道的压力.
(3)实际的过山车,由于轨道摩擦阻力的存在,释放点A的高度h比理论值要大些.若h=3.5R时,过山车恰好顺利通过圆轨道最高点,那么,过山车从A点运动到圆轨道最高点的过程中克服摩擦阻力做的功是多少?
季克进回答:
(1)小球要能通过圆轨道最高点,则在圆轨道最高点恰好由重力提供向心力,即 mg=mv2R得:v=gR小球由A点到圆弧最高点的过程中,由机械能守恒定律得 mgh=mg•2R+12mv2联立以上各式解得h=2.5R(2)到最低点的速度假...
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