游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車如圖(a)所示,工作時(shí),牽引機(jī)先把載人小車?yán)细吒叩膬A斜軌道頂端,然后讓小車自由下滑,通過(guò)豎直圓形軌道.坐在車內(nèi)的人將體驗(yàn)超重、失重、倒置及快速運(yùn)動(dòng)等感覺(jué).現(xiàn)將這種情形簡(jiǎn)化成如圖(b)所示模型,A點(diǎn)表示傾斜軌道頂端,C點(diǎn)和B點(diǎn)分別表示豎直圓形軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),A點(diǎn)與B點(diǎn)高度差為h=30m,C點(diǎn)與B點(diǎn)高度差為d=20m,不計(jì)軌道摩擦,重力加速度g=10m/s2.求乘坐過(guò)山車時(shí)人頸椎承受的最大壓力是頭部重力的多少倍?
 
設(shè)人的頭部質(zhì)量為m,頸椎承受的最大壓力為Fm,人到達(dá)豎直圓形軌道的最低點(diǎn)B時(shí),頸椎受到的壓力最大.
設(shè)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為υB,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有:mgh=
1
2
B2…①;
取頭部為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律和向心加速度公式有:
Fm-mg=m
v 2B
R
…②;
R=0.5d=10m …③
解①②③得:Fm=7mg …④
答:乘坐過(guò)山車時(shí)人頸椎承受的最大壓力是頭部重力的7倍.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下列物體在所述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,機(jī)械能守恒的是(  )
A.石頭水平拋出后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程(不計(jì)空氣阻力)
B.子彈射穿木塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程
C.雨滴在空中勻速降落過(guò)程
D.滑塊沿斜面勻速下滑過(guò)程

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下列運(yùn)動(dòng)的物體中,機(jī)械能不守恒的是(不計(jì)空氣阻力)( 。
A.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體
B.被勻速吊起的集裝箱
C.光滑曲面上自由運(yùn)動(dòng)的物體
D.做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m,均勻的細(xì)鏈條長(zhǎng)為L(zhǎng),置于光滑水平桌面上,用手按住一端,使
L
2
長(zhǎng)部分垂在桌面下,(桌面高度大于鏈條長(zhǎng)度,取桌面為零勢(shì)能面),則鏈條的重力勢(shì)能為(  )
A.0B.-
1
2
mgL
C.-
1
4
mgL
D.-
1
8
mgL

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,水平固定一根長(zhǎng)直不光滑桿,在桿上p點(diǎn)固定一定滑輪,滑輪可繞水平軸無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),在p點(diǎn)的右邊,桿上套有小球A,用一條不可伸長(zhǎng)的柔軟輕繩跨過(guò)滑輪,把小球A和小球B連接.將小球B拉離豎直位置,由靜止上釋放,則在兩小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中( 。
A.兩小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B.兩小球組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于A球克服摩擦力做的功
C.輕繩對(duì)A球做的功等A球機(jī)械能的增加量
D.重力對(duì)B球做的功等于B球動(dòng)能的增加量

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

如圖D、E、F、G為地面上水平間距相等的四點(diǎn),三個(gè)質(zhì)量相同的小球A、B、C分別在E、F、G的正上方不同高度處,以相同的水平初速度向左拋出,最后均落到D點(diǎn).若不計(jì)空氣阻力,則可判斷A、B、C三個(gè)小球( 。
A.初始離地面的高度之比為1:2:3
B.落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率之比為1:2:3
C.落地時(shí)三個(gè)小球的速度大小之比為1:2:3
D.從拋出到落地過(guò)程中,動(dòng)能的變化量之比為1:4:9

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

以下各種運(yùn)動(dòng)中,物體機(jī)械能不守恒的是( 。
A.物體沿粗糙斜面勻速下滑
B.物體沿光滑的圓弧曲面上滑
C.物體沿光滑斜面下滑
D.物體做平拋運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量為m的小物塊,從高H的桌面處以初速度為v0水平拋出,以桌面為參考平面,則當(dāng)物塊離地面高為h處的機(jī)械能是( 。
A.mgH+
1
2
mv02
B.mgh+
1
2
mv02
C.mg(H-h)+
1
2
mv02
D.
1
2
mv02

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示是一種特殊的游戲裝置,CD是一段位于豎直平面內(nèi)的軌道,CD間的高度為h1=3m,末端D處的切線方向水平,一個(gè)小孩坐著滑車從軌道的頂點(diǎn)C處?kù)o止下滑,滑到D端后水平飛出,落到水面上的B點(diǎn)時(shí)速度大小是10m/s.已知水面與D點(diǎn)的高度差為h2=4m.不計(jì)空氣阻力,問(wèn):
(1)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程機(jī)械能量否守恒,請(qǐng)定量說(shuō)明;
(2)小孩滑到D端時(shí)速度的大小.

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同步練習(xí)冊(cè)答案