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(12分)如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图,弧形轨道末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接,两辆质量均为m的相同小车(大小可忽略),中间夹住一轻弹簧后(弹簧与小车未固定)用轻绳将两车连接起来,两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的轻绳突然断开,弹簧将两车弹开,其中后车刚好停在圆环最低点处,前车沿圆环轨道运动恰能通过圆弧轨道最高点.求:

(1)前车被弹出时的速度.

(2)两车下滑的高度h

(3)把两车弹开过程中弹簧释放的弹性势能.

 


(12分)解析:两车下滑高度h,由机械能守恒得

(m+m)gh=(m+m)v2  ①        1分

两车在最低点弹开过程,由动量守恒得

(m+m)v0=0+mv1     ②             2分

设把两车弹开过程中弹簧释放的弹性势能为EP,由机械能守恒得

EP+(m+m)v2 =m v2   ③         2分

前车从圆弧轨道最低点到达圆弧轨道最高点的过程,由机械能守恒得

mv2 =mv2  + mg·2R   ④             2分

前车恰能通过圆弧轨道最高点,由临界条件得

mg=m v2 /R          ⑤                2分

解①②③④⑤得 v1=  EP=mgR   h=R      3分

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图,弧形轨道末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接,两辆质量均为m的相同小车(大小可忽略),中间夹住一轻弹簧后连接在一起,两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开,弹簧将两车弹开,其中后车刚好停下,前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点,求:
(1)前车被弹出时的速度;
(2)前车被弹出的过程中弹簧释放的弹性势能;
(3)两车从静止下滑到最低点的高度h.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(12分)如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图,弧形轨道末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接,两辆质量均为m的相同小车(大小可忽略),中间夹住一轻弹簧后(弹簧与小车未固定)用轻绳将两车连接起来,两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的轻绳突然断开,弹簧将两车弹开,其中后车刚好停在圆环最低点处,前车沿圆环轨道运动恰能通过圆弧轨道最高点。求:

   

(1)前车被弹出时的速度;

(2)两车下滑的高度h

(3)把两车弹开过程中弹簧释放的弹性势能。

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科目:高中物理 来源: 题型:

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(1)前车被弹出时的速度.

(2)把前车弹出过程中弹簧释放的弹性势能.

(3)两车下滑的高度h.

 

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科目:高中物理 来源:2009-2010学年正定中学高一下学期期末考试物理(理科) 题型:计算题

如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图,弧形轨道末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑连接,两辆质量均为m的相同小车(大小可忽略),中间夹住一轻弹簧后连接一起,两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开,弹簧将两车弹开,其中后车刚好停在圆环最低点处,前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点.求:

(1)前车被弹出时的速度.
(2)把前车弹出过程中弹簧释放的弹性势能.
(3)两车下滑的高度h.

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