【題目】游樂場(chǎng)的過山車可以底朝上在圓軌道上運(yùn)行，游客卻不會(huì)掉下來。我們把這種情形簡(jiǎn)化成如圖所示的模型：弧形軌道的下端與豎直圓軌道相接，使小球從弧形軌道上端滾下，小球進(jìn)入圓軌道下端后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只要h大于一定值，小球就可以順利通過圓軌道的最高點(diǎn)，不考慮摩擦等阻力。

(1)如果已知圓軌道半徑為R，h至少多大？

(2)若h′=5R，則小球在通過圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多少？

【答案】(1)2.5R；（2）5mg；

【解析】

（1）小球恰能通過最高點(diǎn)，即小球通過最高點(diǎn)時(shí)恰好不受軌道的壓力，重力提供向心力．由牛頓運(yùn)動(dòng)定律有：

小球在最高點(diǎn)處的速度至少為：

小球由靜止運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中，只有重力做功．由機(jī)械能守恒定律得：

聯(lián)立解得：h=2.5R．

（2）h′=5R時(shí)，小球由靜止運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中，由機(jī)械能守恒定律有：

小球在最高點(diǎn)，在重力和軌道的壓力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)．由牛頓運(yùn)動(dòng)定律有：

聯(lián)立解得：N=5mg．

根據(jù)牛頓第三定律得：小球在通過圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是5mg．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是

A. 溫度越低，壓強(qiáng)越大，放射性元素的半衰期越小

B. 原子核的比結(jié)合能越大，其核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定

C. 玻爾認(rèn)為，氫原子核外電子從某能級(jí)向另一能級(jí)躍遷的過程中原子的能量不變

D. 兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)α粒子，則質(zhì)子與中子的質(zhì)量之和一定大于α粒子的質(zhì)量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是（ ）

A. 恒定電流是指大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流

B. 白熾燈在正常發(fā)光時(shí)，“220V 15W”的燈泡電阻比“220V 60W”的燈泡電阻小

C. 導(dǎo)體的電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)

D. 電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)消耗的電功率等于其發(fā)熱的功率

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)提供了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材，來探究“合外力做的功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，由圖可知：

(1)平衡摩擦力時(shí)，小車是否要掛紙帶_____________(填“要”或“不要”)；

(2)在某次實(shí)驗(yàn)中，得到如圖乙所示的一條紙帶，在A、B、C三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)中應(yīng)該選用____________(選填“A”、“B”或“C”)點(diǎn)的速度才符合實(shí)驗(yàn)要求；

(3)某同學(xué)采用如圖甲所示的裝置來做實(shí)驗(yàn)，先使小車不連接橡皮筋，發(fā)現(xiàn)小車在木板上加速下滑。那么，在橡皮筋彈力的作用下，合外力對(duì)小車所做的功__________(選填“大于”、“小于”或“等于”)橡皮筋彈力所做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了證明超導(dǎo)體電阻為零，昂尼斯實(shí)驗(yàn)室的工程師Gerrit Flim設(shè)計(jì)了一個(gè)非常精巧的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示。Q為超導(dǎo)材料繞制的線圈，已感應(yīng)出0.6 A的電流，其對(duì)稱位置放置了一個(gè)相同尺寸的線圈P，外接穩(wěn)定電流也為0.6 A，此時(shí)兩個(gè)線圈中間放置的小磁針沿軸線嚴(yán)格指向東西方向。超導(dǎo)材料若電阻為零，則電流永不衰減，小磁針方向就不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。不考慮其它磁場(chǎng)的影響，以下說法正確的是( )

A. 超導(dǎo)線圈中電流方向?yàn)?/span>A→Q→B

B. 超導(dǎo)線圈中電流方向?yàn)?/span>B→Q→A

C. 若超導(dǎo)體存在一定電阻，電流衰減，小磁針將順時(shí)針偏轉(zhuǎn)

D. 若超導(dǎo)體存在一定電阻，電流衰減，小磁針將逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為某行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌跡示意圖，其中P、Q兩點(diǎn)是橢圓軌跡的兩個(gè)焦點(diǎn)，若太陽位于圖中P點(diǎn)，則關(guān)于行星在A、B兩點(diǎn)速度的大小關(guān)系正確的是　　

A. B. C. D. 無法確定

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，M、N為兩個(gè)等大的均勻帶電圓環(huán)，其圓心分別為A、C，帶電量分別為＋Q、－Q，將它們平行放置，A、C連線垂直于圓環(huán)平面，B為AC的中點(diǎn)，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電量為＋q的微粒（重力不計(jì)）從左方沿A、C連線方向射入，到A點(diǎn)時(shí)速度vA＝1 m/s，到B點(diǎn)時(shí)速度vB＝m/s，則（ ）

A. 微粒從B至C做加速運(yùn)動(dòng)，且vC＝3 m/s

B. 微粒從A到C先做減速運(yùn)動(dòng)，后做加速運(yùn)動(dòng)

C. 微粒最終可能返回至B點(diǎn)，其速度大小為 m/s

D. 微粒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的最終速度為 m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】A為靜止于地球赤道上的物體、B為近地衛(wèi)星、C為地球同步衛(wèi)星，地球表面的重力加速度為g，關(guān)于它們運(yùn)行線速度v、角速度ω、周期T和加速度a的比較正確的是（ 　　）

A. νA＞νB＞υC

B. ωA＞ωB＞ωC

C. TC＞TB＞TA

D. aB＞aC＞aA

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物體做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t內(nèi)位移為x，物體的－t圖象如圖所示，下列說法正確的是

A. 物體的加速度大小為2m/s2

B. t=0時(shí)，物體的初速度為2m/s

C. t=0到t=1這段時(shí)間物體的位移為2m

D. t=0到t=2這段時(shí)間物體的平均速度為2m/s

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