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如图所示,是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施,除轨道CD段粗糙外,其余均光滑.一挑战者(穿戴上保护装置)的总质量为m=50kg,由静止开始沿着斜面轨道滑下,无机械能损失地滑入
1人问答
问题描述:

如图所示,是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施,除轨道CD段粗糙外,其余均光滑.一挑战者(穿戴上保护装置)的总质量为m=50kg,由静止开始沿着斜面轨道滑下,无机械能损失地滑入水平轨道并滑入第一个竖直圆形管道,做一次圆周运动后进入水平轨道CD,然后又滑入第二个竖直圆形管道,做一次圆周运动后滑入水平轨道DE,然后飞入水池内.已知第一个圆形管道的半径为R=6m,第二个圆形管道的半径为r=4m,且挑战者经过第一个圆形管道最高点A时刚好对管道内壁没有压力,经过轨道CD过程克服摩擦阻力做功Wf=3250J,水平轨道离水面高度为h=3m,管道的内径相对圆形管道半径可以忽略不计,并将挑战者看做质点,空气阻力忽略不计,g=10m/s2.求:

(1)挑战者要完成上述过程,他由静止开始下滑的位置距水平轨道的高度H;

(2)挑战者运动到第二个圆形管道最高点B时,他对管道内壁的作用力大小和方向;

(3)挑战者入水时的动能.

胡杰锋回答:
  (1)设挑战者在第一个竖直的圆形管道最高点的速度为vA,则mg(H-2R)=12mvA2 mg=mv2AR ...
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