[题目]如图所示.用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S 形轨道固定于竖直平面内.其弯曲部分是由两个半径均为R的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径).轨道底端D点与粗糙的水平地面相切.现一辆玩具小车m以恒定的功率从E点由静止开始出发.经过一段时间t之后.出现了故障.发动机自动关闭.小车在水平地面继续运动并进入“S 形轨道.从轨道的最高点A� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内，其弯曲部分是由两个半径均为R的半圆平滑对接而成（圆的半径远大于细管内径），轨道底端D点与粗糙的水平地面相切。现一辆玩具小车m以恒定的功率从E点由静止开始出发，经过一段时间t之后，出现了故障，发动机自动关闭，小车在水平地面继续运动并进入“S”形轨道，从轨道的最高点A飞出后，恰好垂直撞在固定斜面B上的C点，C点与下半圆的圆心等高。已知小车与地面之间的动摩擦因数为μ，ED之间的距离为x0，斜面的倾角为30。求：

（1）小车到达C点时的速度大小为多少?

（2）在A点小车对轨道的压力是多少，方向如何？

（3）小车的恒定功率是多少？

【答案】（1）（2）mg，竖直向上；（3）

【解析】

试题分析：：（1）小车到达A点时的速度为vA，离开A点后做平抛运动，落到C点时，

竖直方向上：h═3R=gt2，

小车到达C点时的竖直分速度：vy=gt，

在C点tan30°=，，

解得：，；

（2）小车在A点的速度，

在A点，由牛顿第二定律得：mg+F=m，

解得：F=mg，方向竖直向下，

由牛顿第三定律可知，小车对轨道的压力F′=F=mg，竖直向上；

（3）从D到A过程，机械能守恒，由机械能守恒定律得：mvD2=mg4R+mvA2，

小车从E到D的过程，由动能定理得：

Pt-μmgx0=mvD2

解得：；

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A.电流表：量程100mA，内阻约2Ω
B.电流表：量程15mA，内阻约4Ω
C.电压表V：量程15V，内阻约100kΩ；

D.电压表V：量程50V，内阻约500kΩ；

E.直流电源E：电动势20V，允许最大电流4A；

F. 滑动变阻器：最大阻值100Ω；
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电流表应选_______；电压表应选________；（填对应器材前字母代号）该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查如图所示的电路，指出电路的界限上存在的问题：

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