游樂場的過山車如圖（a）所示，工作時，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，通過豎直圓形軌道．坐在車內(nèi)的人將體驗超重、失重、倒置及快速運(yùn)動等感覺．現(xiàn)將這種情形簡化成如圖（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，不計軌道摩擦，重力加速度g=10m/s2．求乘坐過山車時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，頸椎受到的壓力最大．
設(shè)到達(dá)B點(diǎn)時的速度為υB，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mgh=
1
2
mυB2…①；
取頭部為研究對象，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：乘坐過山車時人頸椎承受的最大壓力是頭部重力的7倍．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

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

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

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

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

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

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平固定一根長直不光滑桿，在桿上p點(diǎn)固定一定滑輪，滑輪可繞水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動，在p點(diǎn)的右邊，桿上套有小球A，用一條不可伸長的柔軟輕繩跨過滑輪，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)動的過程中（　　）
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A球做的功等A球機(jī)械能的增加量
D．重力對B球做的功等于B球動能的增加量

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科目：高中物理 來源：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)．若不計空氣阻力，則可判斷A、B、C三個小球（　　）
A．初始離地面的高度之比為1：2：3
B．落地時重力的瞬時功率之比為1：2：3
C．落地時三個小球的速度大小之比為1：2：3
D．從拋出到落地過程中，動能的變化量之比為1：4：9

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

以下各種運(yùn)動中，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

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科目：高中物理 來源：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 來源：不詳 題型：問答題

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，一個小孩坐著滑車從軌道的頂點(diǎn)C處靜止下滑，滑到D端后水平飛出，落到水面上的B點(diǎn)時速度大小是10m/s．已知水面與D點(diǎn)的高度差為h2=4m．不計空氣阻力，問：
（1）整個運(yùn)動過程機(jī)械能量否守恒，請定量說明；
（2）小孩滑到D端時速度的大�。�

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同步練習(xí)冊答案