(12分)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在平直

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 功能关系/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(12分)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在平直轨道上运动到C点,并越过壕沟。已知赛车质量m=0.1kg,通电后以额定功率P=1.4W工作,水平轨道的摩擦阻力恒为0.20N。图中L=10.0m,BC=1.5m,R=0.32m,h=1.25m,S=1.5m。重力加速度g取10m/s2。求:

(1)赛车要越过壕沟,离开C点的速度至少多大?
(2)赛车要通过光滑竖直轨道,刚进入B点时的最小速度多大?赛车的电动机在AB段至少工作多长时间?
(3)要使赛车完成比赛,赛车离开光滑竖直轨道后,电动机在BC段是否还要继续工作?(要通过计算回答)

◎ 答案

(1)= 3m/s       (2分)
(2)t="2.0s   "    (1分)
(3)电动机不需要工作     

◎ 解析

解:(1)设赛车越过壕沟需要的最小速度为v1,由平抛运动的规律得
S=v1t,     h=      (2分)
解得 = 3m/s       (2分)
(2)设赛车恰好越过圆轨道时,在圆轨道最高点的速度为v2,最低点的速度为v3,则
由牛顿第二定律知,赛车在最高点时         (1分)
由机械能守恒定律得         (1分)
解得  m/s       (1分)
设电动机工作时间至少为t,根据动能定理得
    (1分)
解得  t="2.0s   "    (1分)
(3)若电动机不工作,则赛车到达C点时的速度为Vc,根据动能定理得
    (1分)
m/s>3m/s    (1分)
故电动机不需要工作     (1分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在平直…”主要考查了你对  【功能关系】  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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