问题标题:
为了研究过山车的原理,某物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为θ=53°,长为S=2.5m的倾斜轨道AB,通过微小圆弧与长为L=3.4m的水平轨道BC相连,然后在C处设计一个竖直完整的
问题描述:
为了研究过山车的原理,某物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为θ=53°,长为S=2.5m的倾斜轨道AB,通过微小圆弧与长为L=3.4m的水平轨道BC相连,然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道,出口为水平轨道D,如图所示.现将一个小球从距A点高为h=0.8m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出,到A点时速度vA方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下.已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为μ=0.5.(sin53°=0.8 cos53°=0.6,取g=10m/s2).试求:
(1)小球到A点时速度vA的大小
(2)小球滑过C点时的速率vC
(3)要使小球恰好做完整圆周运动,求圆轨道的半径R.
陈骏回答:
(1)小球做平抛运动时,有:vy2=2gh代入数据解得:vy=2gh=2×10×0.8=4m/s小球到A点时速度vA=vysin53°=40.8=5m/s(2)小球从A到C点的过程中,由动能定理得: mgSsinθ-μmgScosθ-μmgL=12mv2C-12mv2A代入数...
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