(原創(chuàng))如圖所示,遙控電動(dòng)賽車(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止出發(fā),經(jīng)過(guò)時(shí)間t后關(guān)閉電動(dòng)機(jī),賽車?yán)^續(xù)前進(jìn)至B點(diǎn)后進(jìn)入固定在豎直平面內(nèi)的圓形光滑軌道,通過(guò)軌道最高點(diǎn)P后又進(jìn)入水平軌道CD上。已知賽車在水平軌道AB部分和CD部分運(yùn)動(dòng)時(shí)受到阻力恒為車重的0.5倍,賽車的質(zhì)量m=0.4kg,通電后賽車的電動(dòng)機(jī)以額定功率P=2W工作,軌道AB的長(zhǎng)度L=2m,圓形軌道的半徑R=0.5m,空氣阻力可忽略,取重力加速度g=10m/s2。某次比賽,要求賽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中既不能脫離軌道,又在CD軌道上運(yùn)動(dòng)的路程最短。在此條件下,求:
(1)小車在CD軌道上運(yùn)動(dòng)的最短路程。
(2) 賽車運(yùn)動(dòng)到圓形光滑軌道最底部時(shí)對(duì)軌道的壓力.
(2)賽車電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)間。
(1)要求賽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中既不能脫離軌道,又在CD軌道上運(yùn)動(dòng)的路程最短,則小車經(jīng)過(guò)圓軌道P點(diǎn)時(shí)速度最小,此時(shí)賽車對(duì)軌道的壓力為零,重力提供向心力:(1分)
(1分)
C點(diǎn)的速度,由機(jī)械能守恒定律可得:
(2分)
由上述兩式聯(lián)立,代入數(shù)據(jù)可得:vC=5m/s (1分)
設(shè)小車在CD軌道上運(yùn)動(dòng)的最短路程為x,由動(dòng)能定理可得:
(2分)
代入數(shù)據(jù)可得:x =2.5m (1分)
(2)在圓軌道最底點(diǎn):
(2分)
代入數(shù)據(jù)可得:=24N (1分)
根據(jù)牛頓第三定律賽車對(duì)圓形軌道底部壓力為24N (1分
(3)由于豎直圓軌道光滑,由機(jī)械能守恒定律可知:vB = vC =5m/s (1分)
從A點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由動(dòng)能定理可得:
(2分)
代入數(shù)據(jù)可得:t = 4.5s (1分)
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科目:高中物理 來(lái)源:2015屆重慶市高二上學(xué)期期中考試物理試卷(解析版) 題型:選擇題
(原創(chuàng))如圖所示,兩個(gè)折成直角的金屬薄板圍成足夠大的正方形abcd,加上電壓,忽略邊緣及轉(zhuǎn)角處對(duì)電場(chǎng)分布的影響,正方形內(nèi)部處處可視為方向由a指向c的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫出),同時(shí)在內(nèi)部加方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),F(xiàn)在有一個(gè)帶負(fù)電、重力不計(jì)的粒子以v0(v00)分別從圖示三個(gè)方向開始運(yùn)動(dòng),則
A.只要v0大小合適,可以沿1(ac方向)軌跡直線運(yùn)動(dòng);
B.無(wú)論v0多大,都不能沿2(平行dc方向)軌跡直線運(yùn)動(dòng);
C.只要v0大小合適,可以沿3(db方向)軌跡直線運(yùn)動(dòng);
D.只能沿3軌跡加速直線運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源:2013-2013學(xué)年重慶市高一下學(xué)期期末考試物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題
(原創(chuàng))如圖所示,粗糙程度均勻的固定絕緣平板下方O點(diǎn)有一電荷量為+Q的固定點(diǎn)電荷。一質(zhì)量為m,電荷量為-q的小滑塊以初速度v0從P點(diǎn)沖上平板,到達(dá)K點(diǎn)時(shí)速度恰好為零。已知O、P相距L,連線水平,與平板夾角為。O、P、K三點(diǎn)在同一豎直平面內(nèi)且O、K相距也為L(zhǎng),重力加速度為g,靜電力常量為k,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,小滑塊初速度滿足條件。
(1)若小滑塊剛沖上P點(diǎn)瞬間加速度為零,求小滑塊與平板間滑動(dòng)摩擦系數(shù);
(2)求從P點(diǎn)沖到K點(diǎn)的過(guò)程中,摩擦力對(duì)小滑塊做的功;
(3)滿足(1)的情況下,小滑塊到K點(diǎn)后能否向下滑動(dòng)?若能,給出理由并求出其滑到P點(diǎn)時(shí)的速度;若不能,給出理由并求出其在K點(diǎn)受到的靜摩擦力大小。
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科目:高中物理 來(lái)源:2013-2013學(xué)年重慶市高一下學(xué)期期末考試物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題
(原創(chuàng))如圖所示,小車連同其固定支架的總質(zhì)量為M=3m,支架右端通過(guò)長(zhǎng)為L(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛一質(zhì)量為m的小球,輕繩可繞結(jié)點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),車和小球整體以速度向右勻速行駛。突然,小車因撞到正前方固定障礙物,速度立即變?yōu)榱,小球以v0為初速度開始在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小球第一次到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),地面對(duì)車的支持力恰好為零。已知在此過(guò)程中,小車一直未動(dòng),重力加速度為g。求:
(1)小車與障礙物碰撞后瞬間,輕繩上的拉力大。
(2)小球第一次到最高點(diǎn)時(shí)的速度大;
(3)小球從最低點(diǎn)到第一次到達(dá)最高點(diǎn)過(guò)程中,克服空氣阻力做的功。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
(原創(chuàng))如圖所示,小車連同其固定支架的總質(zhì)量為M = 3m,支架右端通過(guò)長(zhǎng)為L的不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛一質(zhì)量為m的小球,輕繩可繞結(jié)點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),車和小球整體以速度向右勻速行駛。突然,小車因撞到正前方固定障礙物,速度立即變?yōu)榱,小球?i>v0為初速度開始在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小球第一次到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),地面對(duì)車的支持力恰好為零。已知在此過(guò)程中,小車一直未動(dòng),重力加速度為g。求:
(1)小車與障礙物碰撞后瞬間,輕繩上的拉力大;
(2)小球第一次到最高點(diǎn)時(shí)的速度大。
(3)小球從最低點(diǎn)到第一次到達(dá)最高點(diǎn)過(guò)程中,克服空氣阻力做的功。
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