组卷网 > 高中物理综合库 > 力学 > 曲线运动 > 圆周运动 > 生活中的圆周运动 > 竖直方向的圆周运动 > 绳球类模型及其临界条件
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:651 题号:8925862
如图所示为演示“过山车”原理的实验装置,该装置由两段倾斜直轨道与一圆轨道拼接组成,在圆轨道最低点处的两侧稍错开一段距离,并分别与左右两侧的直轨道平滑相连.

某研学小组将这套装置固定在水平桌面上,然后在圆轨道最高点A的内侧安装一个薄片式压力传感器(它不影响小球运动,在图中未画出).将一个小球从左侧直轨道上的某处由静止释放,并测得释放处距离圆轨道最低点的竖直高度为h,记录小球通过最高点时对轨道(压力传感器)的压力大小为F.此后不断改变小球在左侧直轨道上释放位置,重复实验,经多次测量,得到了多组hF,把这些数据标在F-h图中,并用一条直线拟合,结果如图所示.
为了方便研究,研学小组把小球简化为质点,并忽略空气及轨道对小球运动的阻力,取重力加速度g=10m/s2.请根据该研学小组的简化模型和如图所示的F-h图分析:
(1)当释放高度h=0.20m时,小球到达圆轨道最低点时的速度大小v
(2)圆轨道的半径R和小球的质量m
(3)若两段倾斜直轨道都足够长,为使小球在运动过程中始终不脱离圆轨道,释放高度h应满足什么条件.

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【推荐1】如图所示,光滑水平面上放有光滑半圆轨道CBPD和粗糙斜面。半圆轨道所在平面竖直,半径,与粗糙斜面相切于C点,OP垂直于COB点为半圆轨道的最低点,D点为半圆轨道最高点,斜面足够长,倾角。现一质量、可视为质点的小滑块在水平力的作用下从A处向B处运动,到达B处时撤去力F。已知B处有一入口(图中未画出),小滑块进入后入口自动关闭,小滑块冲上斜面后再下滑进入圆弧轨道,AB之间的距离,重力加速度g
(1)求小滑块第一次到达B点时对轨道的压力大小。
(2)若小滑块能过D点,且过D点后要求小滑块第一次落至斜面时能够垂直撞击斜面,则小滑块经过D点的速度为多大?撞击点距C有多远?
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(1)小球落地点与C点间的水平距离;
(2)小球落地时的速度方向;
(3)小球在A点时轨道对小球的压力。
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(1)悬线断开前所受最大拉力的大小;
(2)小车上表面水平部分的长度;
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