【题目】如图所示为赛车场的一个“梨形”赛道,两个弯道分别为半径R=90m的大圆弧和r=40m的小圆弧,直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O'、O距离L=100m。赛车沿弯道路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍,假设赛车在直道上做匀变速直线运动,在弯道上做匀速圆周运动,要使赛车不打滑,绕赛道一圈时间最短。(发动机功率足够大,重力加速度g=10m/s2,=3.14)。
求:(1)在两个弯道上的最大速度分别是多少?
(2)应从什么位置开始加速,加速度是多大?
(3)完成一圈的最短时间是多少?
【答案】(1)30m/s 45m/s (2)6.50 m/s2(3)15.79s
【解析】试题分析: (1)在弯道上做匀速圆周运动时,径向摩擦力提供向心力,根据牛顿定律,(2分)
在小弯道上的最大速度:,(1分)
在大圆弧弯道上的速率为(1分)
(2)当弯道半径一定 时,在弯道上的最大速度是一定的,且在大弯道上的最大速度大于小湾道上的最大速度,故要想时间最短,故可在绕过小圆弧弯道后加速,直道的长度为,(2分)
由运动学公式
带入数据可得加速度大小为,(1分)
由几何关系可知,小圆弧对应的圆心角,大圆弧对应的圆心角;所以小圆弧轨道的长度为,所以小圆弧轨道的长度为
通过小圆弧弯道的时间为, (1分)
通过大圆弧时间S(1分)
直线运动时间为,由运动学公式:解得(1分)
总时间=15.79s(2分)
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【题目】如图所示,真空中同一平面内MN直线上固定电荷量分别为-9Q和+Q的两个点电荷,两者相距为L,以+Q电荷为圆心,半径为L/2画圆,a、b、c、d是圆周上四点,其中a、b在MN直线上,c、d两点连线垂直于MN,一电荷量为+q的试探电荷在圆周上运动,则下列判断错误的是( )
A. 电荷+q在a处所受到的电场力最大
B. 电荷+q在a处的电势能最大
C. 电荷+q在b处的电势能最大
D. 电荷+q在c、d两处的电势能相等
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【题目】在工厂的车间里有一条沿水平方向匀速运行的传送带,可将放在其上的小工件(可视为质点)运送到指定位置。某次将小工件放到传送带上时,恰好带动传送带的电动机突然断电,导致传送带做匀减速运动至停止。则小工件被放到传送带上后相对于地面 ( )
A.做匀减速直线运动直到停止
B.先做匀加速直线运动,然后做匀减速直线运动
C.先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动
D.先做匀减速直线运动,然后做匀速直线运动
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【题目】有一标有“6V,1.5W”的小灯泡(RX),想要测其伏安特性曲线(I—U 图象),提供的器材除导线和开关外,还有:
A.直流电源 (6V、内阻不计)
B.直流电流表(0-3A、内阻 0.1Ω以下)
C.直流电流表(0-300mA、内阻约为 5Ω)
D.直流电压表(0-15V、内阻约为 15kΩ)
E.滑动变阻器(10Ω 、2A )
F.滑动变阻器(1kΩ 、0.5A)
实验中要求小灯泡两端电压能够从零开始变化,测得多组数据,则:
(1)实验中电流表应选用 (用序号表示), 滑动变阻器应选用 (用序号表示)。
(2)某同学设计了甲、乙两个电路,如下图所示。你认为采用 图更合理(填“甲”或“乙”),电压表的右端应接在 点(填“a”或“b”)。
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【题目】如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环 A,下列各种情况中铜环 A 中有感应电流的是
A.线圈中通以恒定的电流
B.通电时,使变阻器的滑片 P 匀速移动
C.通电时,使变阻器的滑片 P 固定不动
D.将电键突然断开的瞬间
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【题目】船在静水中的航速是1 m/s,河岸笔直,河宽恒定,河水靠近岸边的流速为2 m/s,河中间的流速为3 m/s.。以下说法中正确的是( )
A. 船不能垂直河岸过河
B. 船不能沿一直线过河
C. 因船速小于流速,船不能到达对岸
D. 船过河的最短时间是一定的
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【题目】如图所示,小球沿足够长的斜面向上做匀变速运动,依次经a、b、c、d到达最高点e.已知ab=bd=6 m,bc=1 m,小球从a到c和从c到d所用的时间都是2 s,设小球经b、c时的速度分别为vb、vc,则( )
A. vb=2 m/s B. vc=3 m/s
C. xde=3 m D. 从d到e所用时间为4 s
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【题目】为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R0的阻值,某同学利用DIS设计了如图甲所示的电路。闭合电键S1,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据,并根据测量数据计算机分别描绘了如图乙所示的M、N两条U—I直线。请回答下列问题:
(1)根据图乙中的M、N两条直线可知( )
A.直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的
B.直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的
C.直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的
D.直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的
(2)图像中两直线交点处电路中的工作状态是( )
A.滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端
B.该电源在该电路中的输出功率最大
C.定值电阻R0上消耗的功率为0.5W
D.该电源在该电路中的效率达到最大值
(3)根据图乙可以求得定值电阻R0= Ω,电源电动势E = V,内电阻r = Ω。
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【题目】如图,一带电小球质量为m,用丝线悬挂在电场强度为E的水平方向的匀强电场中,当小球静止后丝线与竖直方向成θ=37°角(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g),求
(1)小球带何种电荷,带电量为多大;
(2)丝线的拉力为多大;
(3)若烧断丝线,小球运动的加速度多大。
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