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

【答案】2.53s

【解析】

考查了平拋運(yùn)動(dòng)，圓周運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，動(dòng)能定理。

本題是力電綜合問題，關(guān)鍵要將物體的運(yùn)動(dòng)分為三個(gè)過(guò)程，分析清楚各個(gè)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和受力特點(diǎn)，然后根據(jù)動(dòng)能定理、平拋運(yùn)動(dòng)公式、向心力公式列式求解。

設(shè)賽車越過(guò)壕溝需要的最小速度為v1，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：

解得：

設(shè)賽車恰好越過(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：

解得：

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

設(shè)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間至少為t，根據(jù)動(dòng)能定理：

由此可得：，即要使賽車完成比賽，電動(dòng)機(jī)至少工作2.5s的時(shí)間。

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：

【題目】如圖所示，光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點(diǎn)，BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑為r＝0.4 m的1/4細(xì)圓管CD，內(nèi)徑略大于小球的直徑，管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k＝25 N/m的輕彈簧，輕彈簧一端固定，另一端恰好與管口D端平齊．質(zhì)量為m＝1 kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))在曲面上距BC的高度為h＝0.8 m處從靜止開始下滑，與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，進(jìn)入管口C端時(shí)與圓管恰好無(wú)作用力，通過(guò)CD后壓縮彈簧，小球速度最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep＝2 J．(g取10 m/s2)求：

(1)小球在B點(diǎn)的速度vB；

(2)在壓縮彈簧過(guò)程中小球的最大速度vm．

(3)小球最終停止的位置距B點(diǎn)的距離．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中坐標(biāo)原點(diǎn)O點(diǎn)處的電勢(shì)為0V，點(diǎn)A處的電勢(shì)為6V，點(diǎn)B處的電勢(shì)為3V，則下列判斷正確的是（　�。�

A. 點(diǎn)C處的電勢(shì)為3 V

B. 該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為200 V/m

C. 該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為100V/m

D. 一電子從A到C的過(guò)程中，電場(chǎng)力做功為﹣6eV

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】以下說(shuō)法正確的是

A. 氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，僅與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)

B. 在熔化過(guò)程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變

C. 懸浮在液體中的微粒運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性，間接地反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性

D. 當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時(shí)，分子勢(shì)能最小

E. 若一定質(zhì)量的理想氣體溫度升高，則氣體分子的平均動(dòng)能一定增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在t=時(shí)刻，該波的波形圖如圖(a)所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。圖(b)表示介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。下列說(shuō)法正確的是

A. 質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像與圖(b)相同

B. 在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的速率比質(zhì)點(diǎn)Q的大

C. 在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的加速度的大小比質(zhì)點(diǎn)Q的大

D. 平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖(b)所示

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某小組做測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙。

①下列哪些措施能夠提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度______。

A.選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚

B.選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚

C.選用粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn)

D.插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些

②該小組用同一套器材完成了四次實(shí)驗(yàn)，記錄的玻璃磚界線和四個(gè)大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實(shí)驗(yàn)操作正確的是______。

③該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點(diǎn)為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于、點(diǎn)，再過(guò)、點(diǎn)作法線的垂線，垂足分別為、點(diǎn)，如圖所示，則玻璃的折射率______。（用圖中線段的字母表示）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱性能良好的汽缸豎直吊在天花板上，開口向下。質(zhì)量與厚度均不計(jì)、導(dǎo)熱性能良好的活塞橫截面積為S＝2×10－3 m2，與汽缸底部之間封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，此時(shí)活塞與汽缸底部之間的距離h＝24 cm，活塞距汽缸口10 cm。汽缸所處環(huán)境的溫度為300 K，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，取g＝10 m/s2�，F(xiàn)將質(zhì)量為m＝4 kg的物塊掛在活塞中央位置上。

（1）活塞掛上重物后，活塞下移，求穩(wěn)定后活塞與汽缸底部之間的距離。

（2）若再對(duì)汽缸緩慢加熱使活塞繼續(xù)下移，活塞剛好不脫離汽缸，加熱時(shí)溫度不能超過(guò)多少？此過(guò)程中封閉氣體對(duì)外做功多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】磁流體發(fā)電機(jī)原理如圖所示，等離子體高速噴射到加有強(qiáng)磁場(chǎng)的管道內(nèi)，正、負(fù)離子在洛倫茲力作用下分別向A、B兩金屬板偏轉(zhuǎn)，形成直流電源對(duì)外供電．則(　　)

A. 僅減小兩板間的距離，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)將增大

B. 僅增強(qiáng)磁感應(yīng)強(qiáng)度，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)將減小

C. 僅增加負(fù)載的阻值，發(fā)電機(jī)的輸出功率將增大

D. 僅增大磁流體的噴射速度，發(fā)電機(jī)的總功率將增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】正三角形ABC在紙面內(nèi)，在頂點(diǎn)B、C處分別有垂直紙面的長(zhǎng)直導(dǎo)線，通有方向如圖所示、大小相等的電流，正方形abcd也在紙面內(nèi)，A點(diǎn)為正方形對(duì)角線的交點(diǎn)，ac連線與BC平行，要使A點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，可行的措施是

A.在a點(diǎn)加一個(gè)垂直紙面的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向外

B.在b點(diǎn)加一個(gè)垂直紙面的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向里

C.在c點(diǎn)加一個(gè)垂直紙面的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向外

D.在d點(diǎn)加一個(gè)垂直紙面的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向里

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