20.(17分)在游乐园坐过山车是一项惊险、刺激的游戏。游乐园“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示的装置演示。斜槽轨道ABEF与半径R=0.4m的竖直圆轨道(圆心为O)相连,ABEF分别与圆O相切于BE点,C为轨道的最低点,斜轨AB倾角为37°。质量为m=0.1kg的小球从A点静止释放,先后经BCDEF点落入小框。(整个装置的轨道均光滑,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:  (1)小球在光滑斜轨AB上运动的过程中加速度的大小;

  (2)要使小球在运动的全过程中不脱离轨道,A点距离最低点的竖直高度h至少多高及在C点时小球对轨道的压力?

1BD  2BC  3C  4ACD  5AD  6C 7D 8BC 9BD 10ABC 11C12D13AB

14BD15AC  16  17(1)0.45m(2)0.2m 18 FX(1+cosθ)或者2FX

19 (1)π/2(2)(3)

20⑴(4分)小球在斜槽轨道AB上受到重力和支持力作用,合力为重力沿斜面向下的分力,由牛顿第二定律得  ………………………………………(2分)

m/s2…………………………………………………………………(2分)

⑵(13分)要使小球从A点到F点的全过程不脱离轨道,只要在D点不脱离轨道即可。

物体在D点做圆周运动临界条件是:    ①………………………………(2分)

由机械能守恒定律得    ②………………………………………(2分)

解①②得A点距离最低点的竖直高度h至少为:

m …………………………………………(2分)

CD由动能定理的:   ③………………………(2分)

C点对小球由牛顿第二定律得:  ④………………………………(2分)

联解①③④得轨道对小球得支持力N ……………………………………(2分)

由牛顿第三定律得小球在C点时小球对轨道的压力大小为6N,方向竖直向上………(1分)

 0  155434  155442  155448  155452  155458  155460  155464  155470  155472  155478  155484  155488  155490  155494  155500  155502  155508  155512  155514  155518  155520  155524  155526  155528  155529  155530  155532  155533  155534  155536  155538  155542  155544  155548  155550  155554  155560  155562  155568  155572  155574  155578  155584  155590  155592  155598  155602  155604  155610  155614  155620  155628  447348 

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