Question

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=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，电动机至少工作多长时间？（取g=10m/s2）

 

 

Answer 1

【解析】

试题分析：设赛车越过壕沟需要的最小速度为v1，由平抛运动的规律有：，

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有：，

解得：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m/s

设电动机工作时间至少为t，根据功能原理有：

解得：

考点：考查了平抛运动，牛顿第二定律，圆周运动，动能定理