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两种过山车都有安全锁由上、下、侧三个轮子组成把轨道车套在了轨道上,四个图中轨道的半径都为R,下列说法正确的是
图9A.甲图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时,座椅一定给人向上的力B.乙图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,安全带一定给人向上的力
fC.丙图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,座椅一定给人向上的力D.丁图中,轨道车过最高点的最小速度为gR答案BC解析在甲图中,当速度比较小时,根据牛顿第二定律得,mg-FN=mvR2,即座椅给人施加向上的力,当速度比较大时,根据牛顿第二定
v2律得,mg+FN=mR,即座椅给人施加向下的力,故A错误;在乙图中,因为合力指向圆心,重力竖直向下,所以安全带给人一定是向上的力,故B正确;在丙图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,合力方向向上,重力竖直向下,则座椅给人的作用力一定竖直向上,故C正确;在丁图中,由于轨道车有安全锁,可知轨道车在最高点的最小速度为零,故D错误.11杆模型分析2014新课标Ⅱ17如图10所示,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大环上质量为m的小环可视为质点,从大环的最高处由静止滑下.重力加速度大小为g当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为
图10A.Mg-5mgB.Mg+mgC.Mg+5mgD.Mg+10mg答案C解析设大环半径为R,质量为m的小环下滑过程中遵守机械能守恒定律,所以21mv2=mg2R小环滑到大
fmv2环的最低点时的速度为v=2gR,根据牛顿第二定律得FN-mg=R,所以在最低点时大环对小环的支持力FN=mg+mRv2=5mg根据牛顿第三定律知,小环对大环的压力FN′=FN=5mg,方向向下.对大环,据平衡条件轻杆对大环的拉力T=Mg+FN′=Mg+5mg根据牛顿第三定律,大环对轻杆拉力的大小为T′=T=Mg+5mg,故选项C正确,选项A、B、D错误.12.绳模型分析多选如图11所示,竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上,半径r=04m,最低点处有一小球半径比r小很多,现给小球一水平向右的初速度v0,则要使小球不脱离圆轨道运动,v0应当满足取g=10ms2
图11
A.v0≥0B.v0≥4msC.v0≥25ms
D.v0≤22ms
答案CD
解析当v0较大时,小球能够通过最高点,这时小球在最高点处需要满足的条件是mg≤mrv2,又根据机械能守恒定律有21mv2+2mgr=21mv02,
得v0≥25ms,C正确.当v0较小时,小球不能通过最高点,这时对应的临界条件是小球上升到与圆心等高位置处时速度恰好减为零,
根据机械r
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