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

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 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=1kg,通电后赛车以恒定的加速度开始运动,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记.图中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,S=1.50m.问:要使赛车完成比赛,电动机的牵引力至少多大?(取g=10m/s2

魔方格

◎ 答案

设赛车越过壕沟需要的最小速度为v1,由平抛运动的规律
S=v1t                         
h=
1
2
gt2
                        
解得 v1=S

R
2h
=3m/s
                                     
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
mg=m
v22
R

1
2
mv32=
1
2
mv22+mg(2R)

解得 v3=

5gh
=4
m/s           
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
vmin=4m/s                 
赛车作匀加速运动的加速度为a,
则:a=
v2min
2L
=0.8m/s2

由牛顿第二定律得:F-f=ma,
F=f+ma=1.1N
答:电动机的牵引力至少1.1N

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“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…”主要考查了你对  【平抛运动】,【向心力】,【牛顿第二定律】,【机械能守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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