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【题目】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到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计,图中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,S=1.50m,问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(,保留两位小数)

【答案】

【解析】

试题分析:设赛车越过壕沟需要的最小速度为v1,由平抛运动的规律

解得

设赛车恰好越过圆轨道,对应圆轨道最高点的速度为v2,最低点的速度为v3,由牛顿第二定律及机械能守恒定律

解得:

通过分析比较,赛车要完成比赛,在进入圆轨道前的速度最小应该是:

设电动机工作时间至少为t,根据动能定理

由此可得:,即要使赛车完成比赛,电动机至少工作2.5s的时间.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图,ab和cd为质量m=01kg、长度L=05m、电阻R=03Ω的两相同金属棒,ab放在半径分别为r1=05m和r2=1m的水平同心圆环导轨上,导轨处在磁感应强度为B=02T竖直向上的匀强磁场中;cd跨放在间距也为L=05m、倾角为的光滑平行导轨上,导轨处于磁感应强度也为B=02T方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。四条导轨由导线连接并与两导体棒组成闭合电路,除导体棒电阻外其余电阻均不计。ab在外力作用下沿圆环导轨匀速转动,使cd在倾斜导轨上保持静止。ab与两圆环导轨间的动摩擦因数均为05,重力加速度为g=10m/s2。求:

(1)从上向下看ab应沿顺时针还是逆时针方向转动?

(2)ab转动的角速度大小;

(3)作用在ab上的外力的功率。

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【题目】小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地.如图所示.已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为,重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.

(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2

(2)问绳能承受的最大拉力多大?

(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应是多少?最大水平距离为多少?

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【题目】某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器拉钩上,用来测量绳对小车的拉力,探究在小车以及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系,根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a-F图像。

1图线不过坐标原点的原因是:_______________。

2本实验中是否仍需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量___________填“是”或“否”

3由图像求出小车和传感器的总质量为_______kg。

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【题目】平面OM和平面ON之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示,平面OM上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m,电荷量为q(q>0)。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场,速度与OM成30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点,并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为

A B C D

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【题目】如图所示,两平行金属板AB中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场。A板带正电荷,B板带等量负电荷,板间电场强度为E;磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B1。平行金属板右侧有一挡板M,中间有小孔O′,OO′是平行于两金属板的中心线。挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场应强度为B2。CD为磁场B2边界上的一绝缘板,它与M板的夹角θ=45°,O′C=a,现有大量质量均为m,含有不同电荷量、不同速度的正负带电粒子不计重力,自O点沿OO′方向进入电磁场区域,其中有些粒子沿直线OO′方向运动,并进入匀强磁场B2中,求:

1进入匀强磁场B2的带电粒子的速度;

2能击中绝缘板CD的粒子中,所带电荷量的最大值;

3绝缘板CD上被带电粒子击中区域的长度;

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【题目】如图所示,一飞行器围绕地球沿半径为r的圆轨道1运动。经P点时,启动推进器短时间向前喷气使其变轨,2、3是与轨道1相切于P点的可能轨道。则飞行器

A变轨后将沿轨道3运动

B相对于变轨前运行周期变长

C变轨前、后在两轨道上经P点的速度大小相等

D变轨前、后在两轨道上经P点的加速度大小相等

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【题目】AB两物体在同一直线上运动的V-t图象如图所示。已知在第3s末两个物体在途中相遇,则下列说法正确的是( )

A. 两物体从同一地点出发

B. 出发时BA3m

C. 3s末两个物体相遇后,两物体可能再相遇

D. 运动过程中B的加速度小于A的加速度

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【题目】某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行。打点计时器的工作频率为50 Hz

1)实验中木板略微倾斜,这样做_________

A.是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑

B.是为了增大小车下滑的加速度

C.可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功

D.可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动

2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3……合并起来挂在小车的前端进行多次实验,每次都要把小车拉到同一位置再释放。把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1;第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1……橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次实验中打出的纸带(如图所示),可求得小车最终获得的速度为_______m/s。(保留三位有效数字)

3)若根据多次测量数据画出的W-v图象如图所示,根据图线形状,可知对Wv的关系符合实际的是图_______

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