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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...

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光滑平直轨道上运动到C点,并能越过壕沟.已知赛车质量m=0.1kg,通电后以额定功率P=1.5W工作,进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不计.图中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,s=1.50m.要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g=10m/s2
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本题赛车的运动可以分为三个过程,由A至B的过程可以运用动能定理列式,在圆轨道上的过程机械能守恒;注意本题有两个约束条件,即要能越过壕沟,同时要能到达轨道的最高点.在最高处,重力恰好充当向心力. 【解析】 为保证过最高点,则重力应充当向心力,故mg=m 最高点速度至少为v=; 运用动能定理研究B点到最高点有:mv2-mvB2=mg2R 解得:vB=4m/s; 为保证跃过壕沟,根据平抛运动规律: 运动时间:t= 则到达C点的速度至少为vC==3m/s 故要完成比赛,赛车要过最高点也要能跃过壕沟, 所以赛车到达B点的最小速度应为vB=4m/s 则赛车从A到B运用动能定理得:Pt-FfL=mvB2-mvA2; 解得t=2.2s 答:(1)要使赛车能过圆轨道最高点,赛车经过B点的最小速度是4m/s; (2)要使赛车能跃过壕沟,赛车经过C点的最小速度是3m/s; (3)要使赛车能完成比赛,电动机工作的最短时间是2.2s.
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考点分析:
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(1)起重机允许输出的最大功率.
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A.vA<vB,vB>vC
B.vA>vB,vB<vC
C.EA=EB,EB>EC
D.EA>EB,EB=EC
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A.运动到A点时其速度如果能增加到第二宇宙速度,那么它将不再围绕地球运行
B.由近地点A运动到远地点B的过程中动能减小
C.由近地点A运动到远地点B的过程中万有引力做正功
D.在近地点A的加速度小于它在远地点B的加速度
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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