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【如图甲所示为水上乐园的“超级大喇叭”滑道,它主要由螺旋滑道和喇叭型滑道两部分组成,图乙是喇叭型滑道正视图.现有游客乘坐浮圈,从平台A处由静止开始下落,经螺旋滑道冲入喇叭】
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问题描述:

如图甲所示为水上乐园的“超级大喇叭”滑道,它主要由螺旋滑道和喇叭型滑道两部分组成,图乙是喇叭型滑道正视图.现有游客乘坐浮圈,从平台A处由静止开始下落,经螺旋滑道冲入喇叭型滑道,恰好能达到C处,已知游客与浮圈的总质量M=232.5kg,A处距地面高H=20m,喇叭型滑道最低处B距地面高h=1m.若B、C、D可视为在同一竖直圆内,半径R=9m,C处于圆心登高,只考虑浮圈在螺旋滑道AB内受到的阻力,求:

(1)在螺旋滑道内滑行过程,浮圈克服阻力做的功W1;

(2)当浮圈滑至B处时,质量为50kg的游客受到的弹力FN的大小;

(3)若只让浮圈(无游客)滑下,要使浮圈能过最高点D,则浮圈在A处的初速度v0至少多大?(已知浮圈质量m=10kg,浮圈在螺旋滑道中克服阻力做功为(1)问中W1的130倍).

韩龄回答:
  (1)从A到C根据动能定理得:Mgh AC-W 1=0解得:W 1=2.325×104 J(2)从B到C机械能守恒得:MgR=12Mv2B在B处有:F N-M 游g=M 游v2BR解得F N=1.5×103 N(3)从A到D根...
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