游乐园中翻滚的过山车不掉下来的原因

1. 游乐园中翻滚的过山车不掉下来的原因

与向心力有关，原理较复杂。根据牛顿第一定律，在没有外力的影响下，物体会沿直线作均速运动。如果过山车没有受外力作用，就会沿轨道切线的方向运动 。但既然过山车会转弯，就必定有力的作用。假设过山车的质量是mg，正以速度v前进，而过山车的轨道是个半径为r的圆形，那么所需的向心力便是mv^2/r。问题是，这个力从何而来？ 
为了简单起见，让我们考虑过山车在最高点的情况 。如果过山车在最高点仍有很高的速度v，转弯所需要的向心力mv^2/r便会比较大。过山车本身的重量mg固然可提供部分的向心力，但假如所需的向心力比车的重量大 (mv^2/r>mg)，部分所需的向心力便要由路轨给予过山车的反作用力N提供，两部分加起来我们有mg+N=mv^2/r。此时如果速度v越大，过山车与路轨之间的相互作用力也越大，它便越紧贴着路轨，不会掉下来。相反，如果过山车的速度v较低，作用力就会较小甚至接近零，过山车便很容易掉下来了。换句话说，过山车不会掉下来，是因为它有很高的速度。就好象你在行驶中的汽车/轮船上起跳，当落下时也会在起跳的原地的道理如出一辙。

2. 游乐园中翻滚的过山车不掉下来的原因,利用科学原理解释一下,THANKS

过山车是怎样安全转圈的？原理竟然这么简单

3. 游乐场中的翻腾过山车从某一高度滑下后，进入竖直面上的圆轨道运动，当过山车经过圆轨道顶端时，也不会掉

    车在运动过程中，只有重力做功，由机械能守恒定律：mg（h-2R）=     1    2     mv 2 解得，v=           2g(h-2R)    =          4gR    =2          gR     ．答：过山车到圆轨道最高点B时的速度大小是2           gR     ．   

4. 游乐场中的翻腾过山车从某一高度滑下后，进入竖直面上的圆轨道运动，当过山车经过圆轨道顶端时，也不会掉

                试题分析：由机械能守恒定律：mg(h-2R)=  mv 2     (5分)v=        (4分)点评：关键是知道从A点到B点物体下落的高度    

5. 游乐场中的翻滚过山车是一种惊险、刺激的游戏，如图是翻滚过山车的简化模型，图中B点为最低点

选B
 
分析如下，哪点要讲解，请指出追问
 
车从高到低时，是重力势能转化成动能，
车从低到高时，是动能转化成重力势能。
B点为最高点，运动到B点时，有最多的动能转化成重力势能，所以重力势能最大
C点为最低点，运动到C点时，有最多的重力势能转化成动能，所以动能最大

6. 在游乐园坐过山车是一项惊险、刺激的游戏．游乐园“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示的装置演示．斜

由机械能守恒
小球经D的最小速度v    mg=mv^2/R
mgh=mg2R+1/2mv^2
h=5R/2=1m
小球初始位置相对圆形轨道底部的高度h≥1m

7. 在游乐园坐过山车是一项惊险、刺激的游戏．游乐园“翻滚过山车”的物理原理可以用如图所示的装置演示．斜

（1）小球要在竖直圆轨道运动过程中不脱离轨道最高点D，速度至少为vD，根据牛顿第二定律得：mg＝mv2DRvD=gR①（2）要使小球从A点到F点的全过程不脱离轨道，只要在D点不脱离轨道即可．由机械能守恒定律得mg(h?2R)＝12mv2D②解①②得A点距离最低点的竖直高度h至少为：h＝v2D2g+2R＝12R+2R＝2.5×0.4m＝1.0m （3）从C到D由动能定理的：?mg?2R＝12mv2D?12mv2C③在C点对小球由牛顿第二定律得：FN?mg＝mv2CR④联解①③④得轨道对小球得支持力FN=6mg=6N由牛顿第三定律得小球在C点时小球对轨道的压力大小为6N，方向竖直向上答：（1）小球能通过D点的最小速度是gR；（2）要使小球在运动的全过程中不脱离轨道，A点距离最低点的竖直高度h至少1m．（3）在C点时小球对轨道的压力大小为6N，方向竖直向上．

8. 游乐场的翻滚过山车是一种惊险有趣的游戏．人们坐上滑车后，由操纵台上的电动机控制，首先沿缓坡轨道牵引

（1）滑坡轨道相当于简单机械中的斜面，坡度越缓，牵引力小．（2）由图示可知，在ABC三处，C点位置最低，在由A到C的过程中，在C点小车的速度最大，动能最大．（3）有用功W=Gh=1.8×104N×3.2m=5.76×104J，电动机做功W电动机=Pt=3200W×25s=8×104J，电动机做功转化为机械能的功W总=W电动机×90%=8×104J×90%=7.2×104J，斜面的机械效率η=WW总=5.76×104J7.2×104J=80%；故答案为：（1）小；（2）C；（3）80%．