(10分)某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車(chē)比賽．比賽路徑如圖15所示，賽車(chē)從起點(diǎn)A出發(fā)，沿水平直線(xiàn)軌道運(yùn)動(dòng)L后，由B點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開(kāi)豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，并能越過(guò)壕溝．已知賽車(chē)質(zhì)量m＝0.1 kg，通電后以額定功率P＝1.5 W工作，進(jìn)入豎直軌道前受到阻力恒為0.3 N，隨后在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力均可不計(jì)．圖中L＝10.00 m，R＝0.32 m，h＝1.25 m，x＝1.50 m．問(wèn)：要使賽車(chē)完成比賽，電動(dòng)機(jī)至少工作多長(zhǎng)時(shí)間？(取g＝10 m/s2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【答案】

2.53 s

【解析】設(shè)賽車(chē)越過(guò)壕溝需要的最小速度為v1，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律x＝v1t

h＝gt2

解得v1＝x＝3 m/s

設(shè)賽車(chē)恰好通過(guò)圓軌道，對(duì)應(yīng)圓軌道最高點(diǎn)的速度為v2，最低點(diǎn)的速度為v3，由牛頓第二定律及機(jī)械能守恒定律

mg＝m

mv32＝mv22＋mg(2R)

解得

v3＝＝4 m/s

通過(guò)分析比較，賽車(chē)要完成比賽，在進(jìn)入圓軌道前的速度最小應(yīng)該是

vmin＝4 m/s

設(shè)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間至少為t，根據(jù)功能關(guān)系

Pt－FfL＝mvmin2

由此可得t＝2.53 s.

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車(chē)比賽．比賽路徑如圖所示，賽車(chē)從起點(diǎn)A出發(fā)，沿水平直線(xiàn)軌道運(yùn)動(dòng)L后，由B點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開(kāi)豎直圓軌道后繼續(xù)在平直軌道上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，并越過(guò)壕溝．已知賽車(chē)質(zhì)量m=0.1kg，通電后以額定功率P=1.4W工作，水平軌道的摩擦阻力恒為0.20N．圖中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）賽車(chē)要越過(guò)壕溝，離開(kāi)C點(diǎn)的速度至少多大？
（2）賽車(chē)要通過(guò)光滑豎直軌道，剛進(jìn)入B點(diǎn)時(shí)的最小速度多大？賽車(chē)的電動(dòng)機(jī)在A(yíng)B段至少工作多長(zhǎng)時(shí)間？
（3）要使賽車(chē)完成比賽，賽車(chē)離開(kāi)光滑豎直軌道后，電動(dòng)機(jī)在BC段是否還要繼續(xù)工作？（要通過(guò)計(jì)算回答）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

(13分)某校物理興趣小組舉行過(guò)山車(chē)模擬比賽，比賽路徑如圖所示，比賽規(guī)則是：用小車(chē)代替過(guò)山車(chē)（可視為質(zhì)點(diǎn)），從靜止開(kāi)始，僅在A(yíng)B段用水平恒力F推小車(chē)沿水平直軌道運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)立即撤去推力F,小車(chē)由B點(diǎn)沿切線(xiàn)進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開(kāi)豎直圓軌道后從B點(diǎn)滑出繼續(xù)在水平軌道BC上運(yùn)動(dòng)，軌道末端C點(diǎn)右側(cè)有一壕溝,高度差為h,寬為s.已知小車(chē)質(zhì)量m=0.1kg，小車(chē)與水平軌道ABC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，AB長(zhǎng)L1=1m，BC長(zhǎng)L2=0.6m，半徑R =0.5m，高h=1.25m，寬s=3m .一同學(xué)所用水平推力F=4N，試幫助該同學(xué)分析下列問(wèn)題

（1）小車(chē)對(duì)軌道的最大壓力

（2）小車(chē)能否做完整的圓周運(yùn)動(dòng)確保無(wú)脫軌危險(xiǎn)

（3）小車(chē)能否越過(guò)壕溝贏(yíng)得比賽，若能求到達(dá)地面時(shí)的速度

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科目：高中物理 來(lái)源：2012屆江蘇省高三高考一輪復(fù)習(xí)第五章章末質(zhì)量檢測(cè)物理試卷（帶解析） 題型：計(jì)算題

(10分)某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車(chē)比賽．比賽路徑如圖15所示，賽車(chē)從起點(diǎn)A出發(fā)，沿水平直線(xiàn)軌道運(yùn)動(dòng)L后，由B點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開(kāi)豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，并能越過(guò)壕溝．已知賽車(chē)質(zhì)量m＝0.1 kg，通電后以額定功率P＝1.5 W工作，進(jìn)入豎直軌道前受到阻力恒為0.3 N，隨后在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力均可不計(jì)．圖中L＝10.00 m，R＝0.32 m，h＝1.25 m，x＝1.50 m．問(wèn)：要使賽車(chē)完成比賽，電動(dòng)機(jī)至少工作多長(zhǎng)時(shí)間？(取g＝10 m/s2)

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科目：高中物理 來(lái)源：人教版高三物理機(jī)械能守恒定律專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練.doc 題型：計(jì)算題

(10分)某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車(chē)比賽．比賽路徑如圖所示，賽車(chē)從起點(diǎn)A出發(fā)，沿水平直線(xiàn)軌道運(yùn)動(dòng)L后，由B點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開(kāi)豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，并能越過(guò)壕溝．已知賽車(chē)質(zhì)量m＝0.1 kg，通電后以額定功率P＝1.5 W工作，進(jìn)入豎直軌道前受到阻力恒為0.3 N，隨后在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力均可不計(jì)．圖中L＝10.00 m，R＝0.32 m，h＝1.25 m，x＝1.50 m．問(wèn)：要使賽車(chē)完成比賽，電動(dòng)機(jī)至少工作多長(zhǎng)時(shí)間？(取g＝10 m/s2)

圖15

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