游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車(chē)可以底朝上在圖軌道上運(yùn)行,游客卻不會(huì)掉下來(lái),如圖甲所示,我們把這種情形抽象為如圖乙所示的模型;弧形軌道的下端與豎直圓軌道平滑相接,P為圓軌道的最高點(diǎn)。使小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從弧形軌道上端滾下,小球進(jìn)入圓軌道后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)。不考慮小球運(yùn)動(dòng)所受的摩擦等阻力。
(1)小球沿弧形軌道運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,經(jīng)過(guò)某一位置A時(shí)動(dòng)能為Ek1,重力勢(shì)能為EP1,經(jīng)過(guò)另一位置B時(shí)動(dòng)能為Ek2,重力勢(shì)能為EP2。請(qǐng)根據(jù)動(dòng)能定理、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系,證明:小球由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,總的機(jī)械能保持不變,即Ek1+EP1=Ek2+EP2;
(2)已知圓形軌道的半徑為R,將一質(zhì)量為m的小球,從弧形軌道距地面高h(yuǎn)=2.5R由靜止釋放。請(qǐng)通過(guò)分析、計(jì)算,說(shuō)明小球能否通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)P;
(3)小球由靜止釋放的高度h不同,運(yùn)動(dòng)到圓形軌道的P點(diǎn)時(shí),對(duì)軌道的壓力大小F'N也不同。求F'N與h的關(guān)系式;小球由靜止釋放的高度取某些值時(shí),它可能會(huì)脫離圓形軌道。若小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終沒(méi)有脫離軌道,請(qǐng)指出其釋放高度h的取值范圍。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:132引用:1難度:0.2
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2.一質(zhì)量為m的物體放在傾角為θ且足夠長(zhǎng)的光滑固定斜面上,初始位置如圖甲所示,在平行于斜面向上的力F的作用下由靜止開(kāi)始沿斜面運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體的機(jī)械能E隨位置x的變化關(guān)系如圖乙所示.其中0~x1過(guò)程的圖線是曲線,x1~x2過(guò)程的圖線是平行于x軸的直線,則下列說(shuō)法正確的是( ?。?/h2>
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3.如圖1所示,固定的粗糙斜面長(zhǎng)為10m,一小滑塊自斜面頂端由靜止開(kāi)始沿斜面下滑的過(guò)程中,小滑塊的動(dòng)能Ek隨位移x的變化規(guī)律如圖2所示,取斜面底端為重力勢(shì)能的參考平面,小滑塊的重力勢(shì)能Ep隨位移x的變化規(guī)律如圖3所示,重力加速度g=10m/s2.根據(jù)上述信息可以求出( )
發(fā)布:2024/12/22 9:30:3組卷:463引用:9難度:0.9
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