Question

【题目】如图1所示，游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来。我们把这种情形抽象为如图2所示的模型：弧形轨道的下端与半径为R的竖直圆轨道相接，B、C分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为m的小球（可视为质点）从弧形轨道上的A点由静止滚下，到达B点时的速度为v0= ，且恰好能通过c点。已知A、B间的高度差h=4R，重力加速度为g。求：

(1)小球运动到B点时，轨道对小球的支持力的大小；

(2)小球通过C点时的速率vC；

(3)小球从A点运动到C点的过程中，克服摩擦阻力做的功W。

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

（1）小球在B点时，根据牛顿第二定律：

解得：

（2）因为小球恰能通过C点，根据牛顿第二定律有：

解得：

（3）在小球从A点运动到C点的过程中，根据动能定理有：

解得：