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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,赛车静止起从起点A出发,...

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,赛车静止起从起点A出发,沿粗糙水平直线轨道运动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,并能跃过壕沟.已知赛车质量为m=0.1kg,通电后以额定功率P=1.5W工作,在粗糙水平轨道运动时受到的摩擦阻力恒为Ff=0.25N.图中L=10m、R=0.32m,h=1.25m,s=1.50m,g=10m/s2.求:
(1)要使赛车能过圆轨道最高点,赛车经过B点的最小速度vB
(2)要使赛车能跃过壕沟,赛车经过C点的最小速度vC
(3)要使赛车能完成比赛,电动机工作的最短时间t.

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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,也可以用动能定理列式,以及平抛运动的过程; 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. 【解析】 (1)为保证过最高点, 最高点速度至少为vm= 运用动能定理研究B点到最高点: 解得=4m/s (2)为保证跃过壕沟,根据平抛运动规律: 运动时间:t= 到达C点的速度至少为=3m/s (3)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: 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)气体的体积减少为0.5V时的压强;
(2)气体的体积减少为0.5V时,加在活塞手柄上的外力F;
(3)使气体的体积减少为0.8V,同时温度升高为2T,平衡后的气体压强.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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