解题思路:过山车正好能够通过环顶E点,重力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解出E点速度;C到E过程只有重力做功,机械能守恒,根据守恒定律求解D点速度和C点速度,找出向心力来源,然后根据牛顿第二定律列式求解.
过山车正好能够通过环顶E点,重力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:mg=m
v2E
R,解得vE=
gR;
C到E过程只有重力做功,机械能守恒,根据守恒定律,有:mg•2r=[1/2m
v2C-
1
2m
v2E];
在C点,重力和支持力的合力提供向心力,有:N-mg=m
v2C
r;
联立解得:N=6mg;
D到E过程只有重力做功,机械能守恒,根据守恒定律,有:mgr=[1/2m
v2D-
1
2m
v2E];
在D点,支持力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:ND=m
v2D
r=ma;
联立解得:aD=
10g;
故答案为:6mg,
10g.
点评:
本题考点: 向心力;牛顿第二定律;机械能守恒定律.
考点点评: 本题关键是明确过山车运动过程机械能守恒,要能找到一些特殊位置的向心力来源,根据牛顿第二定律列式求解;突破口在于最高点重力恰好提供向心力.