(10分)游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来,如下图a。我们把这种情况抽象为如图b的模型:弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接,使质量为m=0.1kg小球从A点沿弧形轨道上端滚下,小球进入圆轨道下端B点后沿圆轨道运动至最高点C点。已知h=72cm,BC两点间距离为40cm,
3.16,不考虑各种摩擦因素。试求:

(1)小球自A点由静止开始滑至B点的过程中,重力势能的减少量;
(2)小球自A点由静止开始滑至B点时,小球的动能;
(3)小球自A点由静止开始滑至C点时,小球的速度。
(10分)游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来,如下图a。我们把这种情况抽象为如图b的模型:弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接,使质量为m=0.1kg小球从A点沿弧形轨道上端滚下,小球进入圆轨道下端B点后沿圆轨道运动至最高点C点。已知h=72cm,BC两点间距离为40cm,
3.16,不考虑各种摩擦因素。试求:

(1)小球自A点由静止开始滑至B点的过程中,重力势能的减少量;
(2)小球自A点由静止开始滑至B点时,小球的动能;
(3)小球自A点由静止开始滑至C点时,小球的速度。
解析:
(1)
=
(2分)
=0.72J
= 0.72J (1分)
(2)由机械能守恒
(2分)
得
=0.72J (1分)
(3)由机械能守恒
= mg
(2分)
(1分)
得
=2.53m/s (1分)