【題目】遙控電動(dòng)玩具車的軌道裝置如圖所示，軌道ABCDEF中水平軌道AB段和BD段粗糙，AB=BD=2.5R，小車在AB和BD段無(wú)制動(dòng)運(yùn)行時(shí)所受阻力是其重力的0.02倍，軌道其余部分摩擦不計(jì)。斜面部分DE與水平部分BD、圓弧部分EF均平滑連接，圓軌道BC的半徑為R，小段圓弧EF的半徑為4R，圓軌道BC最高點(diǎn)C與圓弧軌道EF最高點(diǎn)F等高。軌道右側(cè)有兩個(gè)與水平軌道AB、BD等高的框子M和N，框M和框N的右邊緣到F點(diǎn)的水平距離分別為R和2R。額定功率為P，質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的小車，在AB段從A點(diǎn)由靜止出發(fā)以額定功率行駛一段時(shí)間t（t未知）后立即關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，之后小車沿軌道從B點(diǎn)進(jìn)入圓軌道經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)C返回B點(diǎn)，再向右依次經(jīng)過(guò)點(diǎn)D、E、F，全程沒(méi)有脫離軌道，最后從F點(diǎn)水平飛出，恰好落在框N的右邊緣。

（1）求小車在運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；

（2）求小車以額定功率行駛的時(shí)間t；

（3）要使小車進(jìn)入M框，小車采取在AB段加速（加速時(shí)間可調(diào)節(jié)），BD段制動(dòng)減速的方案，則小車在不脫離軌道的前提下，在BD段所受總的平均制動(dòng)力至少為多少。

【答案】（1）mg，方向豎直向下；（2）；（3）mg

【解析】

（1）小車平拋過(guò)程，有：2R=vFt…①

2R=gt2②

由①②聯(lián)立解得：vF=③

在F點(diǎn)，對(duì)小車由牛頓第二定律得：mg﹣FN=m④

由③④得：FN=mg

由牛頓第三定律得小車對(duì)軌道的壓力大小為mg，方向豎直向下。

（2）小車從靜止開始到F點(diǎn)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：

Pt﹣0.02mg5R﹣mg2R=mvF2⑤

由③⑤得：t=

（3）平拋過(guò)程有： R=vFt、2R=gt2

要使小車進(jìn)入M框，小車在F點(diǎn)的最大速度為vF=⑥

小車在C點(diǎn)的速度最小設(shè)為vC，則有：mg=m⑦

設(shè)小車在BD段所受總的總的平均制動(dòng)力至少為f，小車從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：

-f2.5R=mvF2-mvC2⑧

由⑥⑦⑧得：f=mg

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，容積為V的汽缸由導(dǎo)熱材料制成，面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分，汽缸上部通過(guò)細(xì)管與裝有某種液體的容器相連，細(xì)管上有一閥門K.開始時(shí)，K關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強(qiáng)均為p0.現(xiàn)將K打開，容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸，當(dāng)流入的液體體積為時(shí)，將K關(guān)閉，活塞平衡時(shí)其下方氣體的體積減小了.不計(jì)活塞的質(zhì)量和體積，外界溫度保持不變，重力加速度大小為g.求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】小王將手中沒(méi)有喝完的大半瓶可樂(lè)罐水平扔向某垃圾桶，可樂(lè)罐的軌跡如圖。為了能把可樂(lè)罐扔進(jìn)垃圾桶，小王可以（　�。�

A.只減小扔可樂(lè)罐的水平初速度

B.只增加水平扔出可樂(lè)罐時(shí)的高度

C.只減小水平扔出可樂(lè)罐時(shí)人與垃圾桶的水平距離

D.以上說(shuō)法均不可能實(shí)現(xiàn)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機(jī)，是英國(guó)數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來(lái)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。某同學(xué)對(duì)該裝置加以改進(jìn)后用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，如圖乙所示。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)進(jìn)行了如下操作：

①將質(zhì)量均為m（A 的含擋光片，B 的含掛鉤）的重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，測(cè) 量出 _____________（選填“A 的上表面”、“A 的下表面”或“擋光片中心”）到光電門中心的豎直距離 H。

②在 B 的下端掛上質(zhì)量為△m 的物塊 C，讓系統(tǒng)（重物 A、B 以及物塊 C）由靜止開始運(yùn)動(dòng)，光電門記 錄擋光片擋光的時(shí)間為△t。

③ 測(cè)出擋光片的寬度 d，計(jì)算有關(guān)物理量，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

（2）從開始到擋光片通過(guò)光電門的過(guò)程中，系統(tǒng)重力勢(shì)能減小量為 ____________（已知重力加速度為 g）。系統(tǒng)動(dòng)能增加量為 _____________。

（3）如果系統(tǒng)機(jī)械能守恒，此過(guò)程中 A 應(yīng)該勻加速上升，其加速度大小 a = _____________ 繩子對(duì) A 的拉力大小 F = _____________。

（4）提出減小該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的措施 ______________（寫一條即可）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一輛汽車從靜止開始勻加速開出，然后保持勻速運(yùn)動(dòng)，最后勻減速運(yùn)動(dòng)，直到停止．下表給出了不同時(shí)刻汽車的速度：

時(shí)刻/s

1.0

2.0

3.0

5.0

7.0

9.5

10.5

速度/ms-1

3

6

9

12

12

9

3

(1)求汽車做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度和減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度？

(2)汽車從開出到停止共經(jīng)歷的時(shí)間是多少？

(3)汽車全過(guò)程運(yùn)動(dòng)的距離是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】離子發(fā)動(dòng)機(jī)是利用電能加速工質(zhì)（工作介質(zhì)）形成高速射流而產(chǎn)生推力的航天器發(fā)動(dòng)機(jī)。其原理如圖所示，其原理如下：首先系統(tǒng)將等離子體經(jīng)系統(tǒng)處理后，從下方以恒定速率v1向上射入有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域I內(nèi)，柵電極MN和PQ間距為d。當(dāng)柵電極MN、PQ間形成穩(wěn)定的電場(chǎng)后，自動(dòng)關(guān)閉區(qū)域I系統(tǒng)（包括進(jìn)入其中的通道、勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1）。區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，放在A處的中性粒子離子化源能夠發(fā)射任意角度，但速度均為v2的正、負(fù)離子，正離子的質(zhì)量為m，電荷量為q，正離子經(jīng)過(guò)該磁場(chǎng)區(qū)域后形成寬度為D的平行粒子束，經(jīng)過(guò)柵電極MN、PQ之間的電場(chǎng)中加速后從柵電極PQ噴出，在加速正離子的過(guò)程中探測(cè)器獲得反向推力（不計(jì)各種粒子之間相互作用、正負(fù)離子、等離子體的重力，不計(jì)相對(duì)論效應(yīng)）。求：

（1）求在A處的正離子的速度大小v2；

（2）正離子經(jīng)過(guò)區(qū)域I加速后，離開PQ的速度大小v3；

（3）在第（2）問(wèn)中，假設(shè)航天器的總質(zhì)量為M，正在以速度v沿MP方向運(yùn)動(dòng)，已知現(xiàn)在的運(yùn)動(dòng)方向與預(yù)定方向MN成角，如圖所示。為了使飛船回到預(yù)定的飛行方向MN，飛船啟用推進(jìn)器進(jìn)行調(diào)整。如果沿垂直于飛船速度v的方向進(jìn)行推進(jìn)，且推進(jìn)器工作時(shí)間極短，為了使飛船回到預(yù)定的飛行方向，離子推進(jìn)器噴射出的粒子數(shù)N為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，某人用托里拆利管做測(cè)定大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于管內(nèi)漏進(jìn)了空氣，測(cè)得管內(nèi)汞柱的高度僅為70cm，但當(dāng)時(shí)的實(shí)際大氣壓強(qiáng)為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(相當(dāng)于76厘米高的汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng))。今采用下述哪種方法，可使管內(nèi)、外汞面的高度差大于70cm

A.把托里拆利管逐漸傾斜(管子露出部分長(zhǎng)度不變)

B.把托里拆利管慢慢向上提,但下端不離開汞槽

C.保持裝置不動(dòng),往汞槽內(nèi)加汞,以增大壓強(qiáng)

D.整個(gè)裝置豎直向上做加速運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“道路千萬(wàn)條，安全第一條”。一輛汽車在平直公路上以10m/s的速度勻速行駛，駕駛員發(fā)現(xiàn)前方 30m 處的斑馬線上有行人，駕駛員立即剎車使車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)停在斑馬線前，已知行人還需 10s 才能通過(guò)斑馬線，則剎車后汽車的加速度大小至少為（ ）

A.1m/s2

B.1.5m/s2

C.1.67m/s2

D.2.33m/s2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一半徑R=1m的圓盤水平放置，在其邊緣E點(diǎn)固定一小桶（可視為質(zhì)點(diǎn)），在圓盤直徑DE的正上方平行放置一水平滑道BC，滑道右端C點(diǎn)與圓盤圓心O在同一豎直線上，且豎直高度h=1.25m。AB為一豎直面內(nèi)的光滑圓弧軌道，半徑r=0.45m，且與水平滑道相切與B點(diǎn)。一質(zhì)量m=0.2kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)以某一初速度釋放，當(dāng)滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)，對(duì)B點(diǎn)壓力為6N，恰在此時(shí)，圓盤從圖示位置以一定的角速度繞通過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，最終物塊由C點(diǎn)水平拋出，恰好落入圓盤邊緣的小桶內(nèi)。已知滑塊與滑道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)。（取）求：

（1）滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度；

（2）水平滑道BC的長(zhǎng)度；

（3）圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度應(yīng)滿足的條件.

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同步練習(xí)冊(cè)答案