题目内容

下图是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图。斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接。斜面AB和圆形轨道都是光滑的。圆形轨道半径为R。一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止释放沿斜面滑下,小车恰能通过圆形轨道的最高点C。已知重力加速度为g。

求:(1)A点距水平面的高度h;
(2)在B点轨道对小车的支持力的大小。

(1)h =" 2.5" R(2)FN =" 6" mg

解析试题分析:(1)小车在C点有:mg =
解得:vC = 
由A运动到C,根据机械能守恒定律得:mgh = mg×2R+
解得:h =" 2.5" R
(2)由A运动到B,根据机械能守恒定律得:mgh=       
解得:vB =
小车在B点有:FN-mg = 
解得:FN =" 6" mg
考点:机械能守恒定律的应用
点评:涉及力在空间的效应,要优先考虑机械能守恒.对于圆周运动,涉及力的问题,往往根据向心力进行分析处理.难度适中.

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