
请教一道物理过山车的问题!
过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半...
过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径R1=2m、R2=1.4m。一个质量为m=1kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以v=12m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距 L1=6m。小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取10m/s^2,计算结果保留小数点后一位数字。试求:
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距 应是多少;
(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径R3应满足的条件;小球最终停留点与起点A的距离。
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我想请教一下第三问,答案上分两种情况讨论,分别为R3比较大和比较小,他说:“轨道半径较大时,小球上升的最大高度为R3”,可是比较大时上升高度才R3,不就不是完整的圆了吗?这也行?到底是咋回事? 展开
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距 应是多少;
(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径R3应满足的条件;小球最终停留点与起点A的距离。
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我想请教一下第三问,答案上分两种情况讨论,分别为R3比较大和比较小,他说:“轨道半径较大时,小球上升的最大高度为R3”,可是比较大时上升高度才R3,不就不是完整的圆了吗?这也行?到底是咋回事? 展开
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只经过四分之一的圆弧即上升R3高度,速度就变为零,而后又沿四分之一的圆弧返回最低点到达水平轨道
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