游樂場的翻滾過山車的運行過程可以抽象為如圖所示的模型.弧形軌道的下端與圓軌道相接,使小球從弧形軌道的上端A點由靜止滑下,進入圓軌道后沿圓軌道運動,最后離開.試分析A點離地面的高度h至少為多大,小球才可以順利通過圓弧軌道最高點(已知圓軌道的半徑為R,不考慮摩擦等阻力).

R

解析:設小球能過圓弧軌道最高點的最小速度為v0,則mg=m

小球運動的過程,只有重力做功,機械能守恒,取地面為零勢能面,由機械能守恒定律得:mgh=2mgR+mv02

解①②組成的方程組得

h=R.

練習冊系列答案
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如圖所示為某游樂場的“翻滾過山車”.現(xiàn)有一節(jié)單車廂的過山車(可視為質點),從高處滾下,不考慮摩擦和空氣阻力,要使過山車能通過圓弧軌道的最高點,過山車開始滾下的位置至少多高?(設豎直圓形軌道的半徑為R)

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(1)過山車通過B點時的動能;

(2)過山車通過C點時的速度;

(3)過山車通過D點時的機械能.

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乘坐游樂場的翻滾過山車時,質量為m的人隨車一起在豎直平面內旋轉,下列說法中正確的是:                                                             

 A.車在最高點時人處于倒立狀態(tài),全靠保險帶拉住,沒有保險帶人就會掉下來

 B.人在最高點時對座位不可能產(chǎn)生壓力

 C.人在最低點時對座位的壓力大于人的重力mg

 D.人在最低點時處于失重狀態(tài)

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