分析 (1)要使小汽车恰好完成上述运动时,通过最高点D点时由重力提供向心力,由牛顿第二定律求出D点的临界速度.再对AD段过程,运用动能定理列式求解.
(2)对DC段运用动能定理,求出小汽车通过C点的速度,再由能量守恒定律求解.
解答 解:(1)小汽车与水平轨道间的摩擦阻力 f=0.1mg,
代入数据得:f=2N
设小车通过D点的速度为v1,如果小车恰能做完整的圆周运动,在D点应有:
mg=m$\frac{{v}_{1}^{2}}{R}$
从A到D的过程,运用动能定理有:
W-f(x1+x2)-Fx1-2mgR=$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
解得电动机至少做功为:W=86.4J
(2)从D到C的过程,运用动能定理有:
2mgR=$\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$
代入数据解得:v2=3$\sqrt{10}$m/s
若在CE阶段开启动力回收系统,回收效率为 30%,即有70%的能量用于克服摩擦力做功,即有:
-fx3=0-$\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}$×70%
滴入数据解得:x3=31.5m
则该段小汽车还能滑行31.5m.
答:(1)要使小汽车完成上述运动,AC段电动机至少提供86.4J的能量.
(2)该段小汽车还能滑行31.5m.
点评 解决本题的关键一要把握圆周运动的临界条件:最高点由重力充当向心力.二是正确分析能量是如何转化的,运用能量守恒定律研究能量问题.
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | $\frac{{{m^2}g}}{M+m}$ | B. | $\frac{{{M^2}g}}{M+m}$ | C. | $\frac{2Mmg}{M+m}$ | D. | $\frac{M-m}{M+m}Mg$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 金属块带正电 | B. | 金属块的机械能减少8J | ||
C. | 金属块克服电场力做功2J | D. | 金厲块的电势能减少2J |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | A球受到3个力 | |
B. | B球受到的风力大小为mBgtanθ | |
C. | 杆对A球的支持力随着风力的增加而增加 | |
D. | 当风力增大时,A受到的摩擦力也将增大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 电源电动势越大,则从断开S到断开工作电路的时间间隔越短 | |
B. | 线圈B的匝数越多,则从断开S到断开工作电路的时间间隔越长 | |
C. | 在断开S瞬间,线圈B中有感应电流产生 | |
D. | 若将线圈B的两端断开,则在断开S瞬间,线圈B两端一定产生感应电动势 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 速度变化的运动必定是曲线运动 | |
B. | 做曲线运动的物体加速度方向跟它的速度方向不在同一直线上 | |
C. | 受恒力作用的物体可能做曲线运动 | |
D. | 加速度变化的运动必定是曲线运动 |
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