摘要:13.“翻滚过山车 的物理原理可以用如图所示装置演示.光滑斜槽轨道AD与半径为R=0.1 m的竖直圆轨道(圆心为O)相连.AD与圆O相切于D点.B为轨道的最低点.∠DOB=37°.质量为m=0.1 kg的小球从距D点L=1.3 m处由静止开始下滑.然后冲上光滑的圆形轨道(g=10 m/s2.sin37°=0.6.cos37°=0.8).求: (1)小球在光滑斜槽轨道上运动的加速度的大小, (2)小球通过B点时对轨道的压力的大小, (3)试分析小球能否通过竖直圆轨道的最高点C.并说明理由. [答案] (1)6m/s2 能 [解析] (1)在光滑斜槽上由牛顿第二定律得: mgsin37°=ma. 故a=gsin37°=6m/s2 (2)小球由A至B.机械能守恒.则 mg(Lsin37°+hDB)=mv hDB=R 又小球在B点.由牛顿第二定律得: FNB=mg+m=17N 由牛顿第三定律得:小球过B点时对轨道的压力大小为17N. (3)小球要过最高点.需要的最小速度为v0 则mg=m 即v0==1m/s 又小球从A到C机械能守恒.所以 mg[Lsin37°-R]=mv 解之vC=m/s>1m/s 故小球能过最高点C.

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