Question

18．乘坐游樂場的過山車時，質(zhì)量為m的人隨車在豎直平面內(nèi)沿圓軌道運(yùn)動，如圖所示，下列說法正確的是（　�。�

• A． 車在最高點(diǎn)時，人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險帶拉住，若沒有保險帶，人一定會掉下來
• B． 人在最低點(diǎn)時，對座位的壓力大于mg
• C． 人在最高點(diǎn)時，對座位仍可能產(chǎn)生壓力，但壓力一定小于mg
• D． 人在最低點(diǎn)時，處于超重狀態(tài)

Answer 1

分析 車在最高點(diǎn)時，若恰好由重力提供向心力時，人與保險帶間恰好沒有作用力，沒有保險帶，人也不會掉下來；當(dāng)速度更大時，人更不會掉下來．當(dāng)速度大于臨界速度$\sqrt{gR}$時，人在最高點(diǎn)時對座位就產(chǎn)生壓力．人在最低點(diǎn)時，加速度方向豎直向上，根據(jù)牛頓第二定律分析壓力與重力的關(guān)系．

解答 解：A、當(dāng)人與保險帶間恰好沒有作用力，由重力提供向心力時，mg=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{R}$，則臨界速度為v₀=$\sqrt{gR}$．當(dāng)速度v≥$\sqrt{gR}$時，沒有保險帶，人也不會掉下來．故A錯誤；
B、D、人在最低點(diǎn)時，加速度方向豎直向上，根據(jù)牛頓第二定律分析可知，人處于超重狀態(tài)，人對座位的壓力大于mg．故B正確，D正確；
C、當(dāng)人在最高點(diǎn)的速度v＞$\sqrt{gR}$，人對座位就產(chǎn)生壓力．以人研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得：mg+N=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，N=m$\frac{{v}^{2}}{R}$-mg，座位對人作用力與速度v有關(guān)，當(dāng)v＞$\sqrt{2gR}$時，N＞mg，則座位對人的壓力將大于mg，故C錯誤．
故選：BD．

點(diǎn)評 本題是實(shí)際問題，考查運(yùn)用物理知識分析實(shí)際問題的能力，關(guān)鍵根據(jù)牛頓運(yùn)動定律分析處理圓周運(yùn)動動力學(xué)問題．