[题目]某公司为了测试其智能玩具汽车性能.设计了以下实验.让质量m=160kg的玩具汽车带上Q=2C的电荷量后.穿越如图1所示的直线跑道.该直线跑道长l=32m.由两部分组成:其中第一部分为普通道路.已知车轮与道路的摩擦因数μ=0.5,第二部分为电场区域道路.在该区域加以竖直向下的大小E=200N/C的匀强电场.其长度距离终点l′=10m.玩� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】某公司为了测试其智能玩具汽车性能，设计了以下实验。让质量m=160kg的玩具汽车带上Q=2C的电荷量后，穿越如图1所示的直线跑道。该直线跑道长l=32m，由两部分组成：其中第一部分为普通道路，已知车轮与道路的摩擦因数μ=0.5；第二部分为电场区域道路，在该区域加以竖直向下的大小E=200N/C的匀强电场，其长度距离终点l′=10m。玩具汽车内部装有牵引力传感器可以反馈整个过程中牵引力F随时间t的变化图像如图2所示。t=11s时，玩具小车恰好到达终点且速度刚好减为零。空气阻力不计，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，玩具小车看做质点，g=10m/s2，求：

题图1 题图2

（1）玩具小车在电场区域加速度大小a；

（2）玩具车在加速过程中的平均速度大小。

【答案】1.25m/s2 4m/s

【解析】（1）对在电场中小车受力分析，由牛顿第二定律得：

（2）对在电场中的运动过程分析，

有

得t3=4s，v=5m/s。

5~7s内小车受的摩擦力等于牵引力，小车做匀速直线运动，x=vt=5×2m=10m。

故加速距离x1=32m-10m-10m=12m。

由图像可知，2~5s内小车所受的牵引力大于阻力，则加速运动，加速时间为t1=3s，故加速过程中的平均速度大小

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