(12分)学校举行遥控赛车(可视为质点)比赛.比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,赛车以额定功率P=2.0w沿水平直线轨道运动,过B点进入半径为R=0.4m的光滑竖直圆轨道,离开竖

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(12分)学校举行遥控赛车(可视为质点)比赛.比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,赛车以额定功率P=2.0w沿水平直线轨道运动,过B点进入半径为R=0.4m的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续沿光滑平直轨道运动,然后冲上光滑斜坡,最后从C点水平飞出落到水平轨道的D点.已知赛车质量m=0.1kg,,已知赛车在AB段运动中所受阻力f恒为0.2N.(取g=10m/s2)求:

(1)如果水平直线轨道AB足够长,求赛车运动过程中的最大速度Vm
(2)如果水平直线轨道AB长L=10m,要让赛车从竖直圆轨道E点通过,赛车从A点开始至少需工作多长时间;
(3) 如果赛车以最大速度冲过B点,绕过竖直圆轨道后到达C点,C点高度可调,那么赛车落地点D离飞出点C的最大水平位移多大?

◎ 答案

(1)(2)v1=m/s(3)

◎ 解析


试题分析:(1)赛车只能在水平轨道AB上加速,其它路段由于是光滑赛车的牵引力是不做功的,
所以当赛车在水平轨道AB上运动牵引力等于阻力时速度最大  (2分)
(2)、设赛车到达B点的速度为v1,到达圆轨道最高点E的速度为v2,由牛顿第二定律及机械能守恒定律得:            ①(1分)
       ②(2分)
由于赛车以额定功率工作时间最短,为最短时间为t,根据动能定理:
   ③(2分)
由①②③可得t="1.5s"  (1分)    
v1=m/s
( 由于  v1=m/s,在t="1.5s" 时赛车还未到达B点,所以③式成立,不说明不扣分 )
(3)设C点高度为h,赛车到达C点速度为v3   由机械能守恒可得:
    (2分)  
解得
由平抛知识得:          (1分)
水平位移    (1分)
所以当时  x最大 (1分),     
最大值是    (1分)
点评:关键要将物体的运动分为三个过程,分析清楚各个过程的运动特点和受力特点,然后根据动能定理、平抛运动公式、向心力公式列式求解!

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)学校举行遥控赛车(可视为质点)比赛.比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,赛车以额定功率P=2.0w沿水平直线轨道运动,过B点进入半径为R=0.4m的光滑竖直圆轨道,离开竖…”主要考查了你对  【动能定理】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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