【題目】如圖為遙控玩具小車比賽軌道的示意圖，第一部分由斜面軌道AB、圓弧軌道BCD與斜面軌道DE拼接而成，圓弧BCD的圓心恰在O點(diǎn)，第二部分由水平軌道EF、圓形軌道FGF與特殊材料水平軌道FH組成，直線軌道與圓弧軌道平滑相切，圓軌道F處前后略有錯(cuò)開，小車可從一側(cè)滑上再從另一側(cè)滑出。已知軌道AB與DE的傾角均為，長(zhǎng)度均為，軌道FGF的半徑，玩具車在AB與DE軌道上受到的阻力為壓力的0.25，在FH軌道上受到的阻力為壓力的1.5倍，其余軌道摩擦阻力及空氣阻力均不計(jì)。已知玩具車輸出功率恒為，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間可調(diào)控，玩具車質(zhì)量，可視為質(zhì)點(diǎn)。，。求：

(1)玩具車以多大初速度從A點(diǎn)彈出，恰好能沿軌道自行上滑到C點(diǎn)；

(2)玩具車以恒定功率從A點(diǎn)由靜止啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)至少工作多長(zhǎng)時(shí)間才能完成完整的圓周運(yùn)動(dòng)；

(3)已知軌道“受力因子k”是車對(duì)軌道的壓力與車重力的比值，要求滿足在圓周內(nèi)且玩具車能無動(dòng)力完成完整比賽，求玩具車的停止點(diǎn)H與F點(diǎn)的可能距離。

【答案】（1）；（2）3.3s；（3）

【解析】

(1)玩具車剛好達(dá)到C點(diǎn)時(shí)，速度剛好為0，由動(dòng)能定理得

由題圖可知

聯(lián)立解得初速度

(2)玩具車剛好通過圓周最高點(diǎn)G時(shí)，由重力恰好提供向心力得

從A點(diǎn)恰好運(yùn)動(dòng)到G的過程，由動(dòng)能定理得

聯(lián)立解得發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間

(3)玩具車恰好完成完整比賽的條件下，從最高點(diǎn)G運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)F的過程，由機(jī)械能守恒定律得

在F點(diǎn)由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得

解得對(duì)軌道壓力為

此時(shí)受力因子

符合題意。F點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到H點(diǎn)過程，由動(dòng)能定理得

解得

當(dāng)時(shí)，有

解得

則有

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理興趣小組對(duì)兩節(jié)電池并聯(lián)后等效電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻進(jìn)行研究如下：將一節(jié)電池A和另一節(jié)電池 B并聯(lián)后，接入如圖甲所示的測(cè)量電路，將虛線框內(nèi)部看成一個(gè)等 效的電源，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，測(cè)得若干組數(shù)據(jù)后在圖乙中描點(diǎn)。

U/V

0.89

0.78

0.67

0.56

0.58

0.34

I/A

0.22

0.26

0.30

0.34

0.38

0.42

（1）實(shí)驗(yàn)過程中小組成員發(fā)現(xiàn)當(dāng)滑動(dòng)變阻器在阻值較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，電壓表的示數(shù)變化不明顯，其原因是電源內(nèi)阻____________（填寫“較大”或“較小”）

（2）圖甲中的電流表和電壓表均為非理想電表，下列說法正確的是_____

A．這使得圖乙中的U沒有測(cè)準(zhǔn)，U偏大

B．這使得圖乙中的U沒有測(cè)準(zhǔn)，U偏小

C．這使得圖乙中的 I 沒有測(cè)準(zhǔn)，I偏大

D．這使得圖乙中的 I 沒有測(cè)準(zhǔn)，I偏小

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙中作出等效電源的圖像，從而得到等效電源的電動(dòng)勢(shì)為____________，內(nèi)阻為____________.（均保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一小船在靜水中的速度為3m/s，它在一條河寬150m、水流速度為4m/s的河流中渡河，則該小船( )

A.能到達(dá)正對(duì)岸

B.渡河的時(shí)間可能少于50s

C.以最短時(shí)間渡河時(shí)，它沿水流方向的位移大小為200m

D.以最短位移渡河時(shí)，位移大小為250m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一根長(zhǎng)20m的軟繩拉直后放置在光滑水平地板上，以繩中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以繩上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置為x軸建立圖示坐標(biāo)系。兩人在繩端P、Q沿y軸方向有節(jié)奏地抖動(dòng)，形成兩列振幅分別為10cm、20cm的相向傳播的機(jī)械波。已知P的波速為，時(shí)刻的波形如圖所示。則以下判斷正確的是（　　）

A.兩波源的起振方向相反

B.兩列波的頻率均為2Hz，疊加區(qū)域有穩(wěn)定干涉圖樣

C.疊加穩(wěn)定時(shí)兩波源間（不含波源）有10個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振幅為30cm

D.在時(shí)兩波源間（不含波源）有5個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移為-10cm

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,a、b端接入電源,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向下滑動(dòng)時(shí),電路中兩個(gè)燈泡都不亮,用電壓表檢查電路時(shí),測(cè)得Uab=U,Ucd=U,Uac=0,Ubd=0,則故障原因可能是…( )

A.變阻器短路

B.變阻器斷路

C.a、c間燈泡斷路

D.兩個(gè)燈泡都斷路

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn)，兩虛線圓均以O為圓心，兩實(shí)線分別為帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn)。不計(jì)重力。下列說法說法正確的是

A. M帶負(fù)電荷，N帶正電荷

B. M在b點(diǎn)的動(dòng)能小于它在a點(diǎn)的動(dòng)能

C. N在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能

D. N在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)力做功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用圖甲裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。

（1）為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的________。

A．動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量 B．速度變化量和勢(shì)能變化量

C．速度變化量和高度變化量

（2）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是________。

A．交流電源 B．刻度尺 C．天平(含砝碼)

（3）實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。

已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能變化量ΔEp＝____________，動(dòng)能變化量ΔEk＝__________。

（4）大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是________。

A．利用公式v＝gt計(jì)算重物速度 B．利用公式v＝計(jì)算重物速度

C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響 D．沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：

A．待測(cè)的干電池（電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V，內(nèi)電阻小于1.0 Ω ）

B．電流表A1（量程0﹣3 mA，內(nèi)阻Rg1=10 Ω）

C．電流表A2（量程0﹣0.6 A，內(nèi)阻Rg2=0.1 Ω）

D．滑動(dòng)變阻器R1（0﹣20 Ω，10 A）

E．滑動(dòng)變阻器R2（0﹣200 Ω，l A）

F．定值電阻R0（990Ω）

G．開關(guān)和導(dǎo)線若干

（1）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中沒有電壓表，但給出了兩個(gè)電流表，于是他設(shè)計(jì)了如圖甲所示的（a）、（b）兩個(gè)參考實(shí)驗(yàn)電路，其中合理的是__圖所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選__（填寫器材前的字母代號(hào)）．

（2）圖乙為該同學(xué)根據(jù)（1）中選出的合理的實(shí)驗(yàn)電路，利用測(cè)出的數(shù)據(jù)繪出的I1﹣I2圖線（I1為電流表A1的示數(shù)，I2為電流表A2的示數(shù)，且I2的數(shù)值遠(yuǎn)大于I1的數(shù)值），但坐標(biāo)紙不夠大，他只畫了一部分圖線，則由圖線可得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=__V，內(nèi)阻r=__Ω．

（3）若圖線與縱坐標(biāo)軸的交點(diǎn)等于電動(dòng)勢(shì)的大小，則圖線的縱坐標(biāo)應(yīng)該為_________

A．I1（R0+Rg1） 　 B．I1R0　 C．I2（R0+Rg2）　 D．I1Rg1．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑的曲面體M與光滑的水平面平滑相連，一輕彈簧右端固定，質(zhì)量為m的小球從高度h處由靜止下滑，則（　�。�

A.小球沿曲面下滑的過程中，小球機(jī)械能守恒B.小球與彈簧剛接觸時(shí)，動(dòng)量小于

C.小球壓縮彈簧至最短時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為mghD.小球在壓縮彈簧的過程中，小球的機(jī)械能守恒

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同步練習(xí)冊(cè)答案