精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
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
分析: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.
解答:解:为保证过最高点,则重力应充当向心力,故mg=m
v2
R

最高点速度至少为v=
Rg

运用动能定理研究B点到最高点有:
1
2
mv2-
1
2
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=
2h
g

则到达C点的速度至少为vC=
s
t
=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=
1
2
mvB2-
1
2
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.
点评:本题是力电综合问题,关键要将明确物体的运动过程;分析清楚各个过程的运动特点和受力特点,灵活选择所学过的物理规律求解;本题中要注意两个约束条件的正确使用.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2009?浙江)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,进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不记.图中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,S=2.50m.问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g=10m/s2 )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

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.可视为质点的赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道,并通过半圆轨道的最高点C,才算完成比赛.B是半圆轨道的最低点,水平直线轨道和半圆轨道相切于B点.已知赛车质量m=0.5kg,通电后以额定功率P=2w工作,进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为Ff=0.4N,随后在运动中受到的阻力均可不计,L=10.00m,R=0.32m,(g取10m/s2).求:
(1)要使赛车完成比赛,赛车在半圆轨道的B点对轨道的压力至少多大?
(2)要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间t?
(3)若电动机工作时间为t0=5s,当R为多少时赛车既能完成比赛且飞出的水平距离又最大,水平距离最大是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

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.可视为质点的赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道,并通过半圆轨道的最高点C,才算完成比赛.B是半圆轨道的最低点,水平直线轨道和半圆轨道相切于B点.已知赛车质量m=0.5kg,通电后以额定功率P=2W工作,进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为Ff=0.4N,随后在运动中受到的阻力均可不计,L=10.00m,R=0.32m,(g取10m/s2).求:
(1)要使赛车能通过C点完成比赛,通过C点的速度至少多大?
(2)赛车恰能完成比赛时,在半圆轨道的B点的速度至少多大?这时对轨道的压力多大.
(3)要使赛车完成比赛,电动机从A到B至少工作多长时间.
(4)若电动机工作时间为t0=5s,当R为多少时赛车既能完成比赛且飞出的水平距离又最大,水平距离最大是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网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,只能在AB段进行加速,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,并能成功越过壕沟.已知赛车质量m=0.1kg,电动机额定功率P=1.4W,进入竖直轨道前受到阻力恒为0.2N,随后在运动中受到的阻力均可不计.图中L=19.00m,h=1.25m,S=2.50m.问:
(1)要使赛车能成功越过壕沟,赛车在C处的最小速度为多少?
(2)若赛车恰好能通过圆轨道最高点,就能完成比赛,圆轨道半径至少为多少?
(3)若圆轨道半径为(2)所求,要保证赛车比赛过程的安全,赛车到达B点的速度应为理论最小值的1.2倍,按此要求控制比赛,电动机至少工作多长时间?

查看答案和解析>>

同步练习册答案