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【题目】过山车是一项富有刺激性的娱乐工具,在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感,还有助于理解物理原理,如图所示,是某大型游乐场中过山车的部分轨道示意图,这部分轨道由直线轨道AB、半径圆心角的圆弧轨道BCD,半径圆心角的圆弧轨道DEF、半径为圆心角的圆弧轨道FGP,半径为圆心角为的圆弧轨道PQM组成,这些轨道均平滑相切连接,相切点BFDPM均位于同一水平面上,假设这些轨道均位于同一竖直平面内,车厢在运动过程中受到的摩擦阻力与空气阻力之和恒为车重的0.1倍,车厢可视为质点,重力加速度 。现有一节质量m=500kg的车厢从A点静止下滑,经过最低点C时测得车厢对轨道的压力为16000N。(由于安全设计的需要,过山车在运动过程中是不会脱离轨道的)

1)求车厢经过轨道最低点C时的速度为多大?

2)求直线轨道AB的长度l为多长;

3)若要保证车厢通过圆弧轨道PQM的最高点Q时对轨道有向下的压力,求的取值范围。

【答案】1 245.7m (3) R3>10m

【解析】解:(1)在C点:NC-mg=

得:vc=m/s

(2)AC: -

l=45.7m

(3)CQ: -=--mg(0.5R1+0.5R3)

能通过达Q点,也就是说vQ>0这时R3<18.33m

Q点对轨道有向下的压力,则这时R3>10m

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在倾角为α的光滑“U”形金属导轨上,接触良好,放置一根长为L,质量为m的导体棒.在导体棒中通以电流I时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是( )

A. 方向垂直斜面向上,

B. 方向垂直斜面向下,

C. 方向竖直向下,

D. 方向竖直向上,

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【题目】关于磁感应强度B的概念,下面说法中正确的是 ( )

A. 可知,磁感应强度与磁场力成正比,与电流和导线长度的乘积成反比

B. 一小段通电导线在空间某处不受磁场力的作用,那么该处的磁感应强度一定为零

C. 一小段通电导线放在磁场中,它受到的磁场力可能为零

D. 磁场中某处的磁感应强度的方向,跟电流在该处所受磁场力的方向可以不垂直

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【题目】如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为:带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题。

(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有________。(填入正确选项前的字母)

A、刻度尺 B、秒表

C、4~6 V的交流电源 D、220V的交流电源

(2)本实验需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h. 某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案:

A、通过测量纸带上所对应的两点间距得到物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过vgt计算出瞬时速度v.

B、通过测量纸带上所对应的两点间距得到物体下落的高度h,并通过计算出瞬时速度v.

C、根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过h计算出高度h.

D、通过测量纸带上所对应的两点间距得到物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v.

以上方案中只有一种正确,正确的是________.(填入相应的字母)实验中误差产生的原因有______________________。(写出一个即可)

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【题目】如图所示,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出,经过3.0 s落到斜坡上的A点。已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角=37°,运动员的质量m=50 kg。不计空气阻力。(取sin37°=0.60,cos37°=0.80;g10 m/s2)求

(1)A点与O点的距离L

(2)运动员离开O点时的速度大小;

(3)经过多长时间运动员距斜坡的距离最远。

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【题目】如图所示,长方形abcdad=0.6m,宽ab=0.3mef分别是adbc的中点,以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.25T。一群不计重力、质量m=3×10-7kg、电荷量q=2×103C的带电粒子以速度υ0=5×l02m/s从左右两侧沿垂直adbc方向射入磁场区域(不考虑边界粒子),则(

A. ae 边射入的粒子,出射点分布在ab边和bf

B. ed 边射入的粒子,出射点全部分布在bf

C. bf边射入的粒子,出射点全部分布在ae

D. fc边射入的粒子,全部从d点射出

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【题目】如图所示,在xOy平面的第Ⅰ象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,在第Ⅳ象限内,有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为BP点是x轴上的一点,横坐标为x0。现在原点O处放置一粒子放射源,能沿xOy平面,以与x轴成45°角的恒定速度v0向第一象限发射某种带正电的粒子。已知粒子第1次偏转后与x轴相交于A点,第n次偏转后恰好通过P点,不计粒子重力。求

(1)粒子的比荷

(2)粒子从O点运动到P点所经历的路程和时间。

(3)若全部撤去两个象限的磁场,代之以在xOy平面内加上与速度v0垂直的匀强电场(图中没有画出),也能使粒子通过P点,求满足条件的电场的场强大小和方向。

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【题目】如图所示AB两个物体站在一起以v0=3m/s的速度向右运动,物体中间有少量炸药,经过O点时炸药爆炸,假设所有的化学能全部转化为AB两个物体的动能且两物体仍然在水平面上运动,爆炸后A物体的速度依然向右,大小变为vA=2m/sB物体继续向右运动进入半圆轨道且恰好通过最高点D,已知两物体的质量O点到半圆最低点C的距离,水平轨道的动摩擦因数半圆轨道光滑无摩擦

(1)炸药的化学能E

(2)半圆弧的轨道半径R.

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【题目】如图甲所示,细玻璃管两头封闭,里面灌满了水,个直径小于管内径的蜡块浮在玻璃管顶端处,现将玻璃管迅速调转让端朝下,并让其水平向右运动,如图乙和丙所示。不计阻力和摩擦力,可以观察到蜡块的运动轨迹为图乙和图丙中虚线所示的情况.则关于玻璃管水平方向的运动的判断,下列说法中正确的是:( )

A. 图乙中玻璃管水平方向定是匀加速直线运动

B. 图丙中玻璃管水平方向定是匀速直线运动

C. 图丙中玻璃管水平方向可能是匀速直线运动

D. 图乙中玻璃管水平方向可能是匀速直线运动

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