过山车是一种惊险的游乐工具,从离地高为12.8米的斜坡顶端滑下,在斜坡的底端有一个圆形轨道,过山车是一种惊险的游乐工具,从离地高为12.8米的斜坡顶端滑下,在斜坡的底端有一个圆形轨道,圆形轨道的半径为5米,过山车质量为150千克,g=10m/s~2求:1)当过山车经过圆形轨道最高点C时,轨道对车的作用力为多大?2)若考虑阻力的影响,当过山车经过C点时对轨道恰好无压力,则在过山车从斜坡最高点A运动至C点的过程中,克服阻力做的功为多大?要过程。
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以C点为零重力势能面,C点时过山车的速度为V(1)则由机械能守恒,有:mg(H-2R)=mV^2/2V^2=2g(H-2R)=56又由 N+mg=mV^2/R得:N=mV^2/R -mg=180N既:轨道对车的作用力为180N(2)C点时对轨道恰好无压力,则:mg=mV^2/R, == V^2=Rg=50由功能原理,阻力做功:W=E2-E1=(mV^2/2)-mg(H-2R)=-450J既:克服阻力做的功为450J