16.某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車(chē)比賽.比賽路徑如圖所示,賽車(chē)從起點(diǎn)A出發(fā),沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)L后,由B點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓軌道,離開(kāi)豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),并恰好越過(guò)壕溝.已知賽車(chē)質(zhì)量m=0.1kg,通電后以額定功率P=2.0w工作,進(jìn)入豎直軌道前受到阻力f恒為0.3N,隨后在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力均可不計(jì).圖中L=10.50m,R=0.40m,h=1.25m,S=2.50m.(取g=10m/s2 )問(wèn):
(1)賽車(chē)做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度多大?
(2)賽車(chē)在圓軌道上最高點(diǎn)時(shí),圓軌道對(duì)賽車(chē)的作用力.
(3)電動(dòng)機(jī)工作了多長(zhǎng)時(shí)間?

分析 根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算賽車(chē)做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度.賽車(chē)從軌道的最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒定律計(jì)算出到達(dá)最高點(diǎn)的速度大小,再根據(jù)牛頓第二定律計(jì)算圓軌道對(duì)賽車(chē)的作用力.根據(jù)動(dòng)能定理計(jì)算電機(jī)工作的時(shí)間.

解答 解:(1)設(shè)賽車(chē)越過(guò)壕溝時(shí)平拋的水平初速度為v1,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有:
s=v1t
$h=\frac{1}{2}g{t}^{2}$      
解得:v1=5m/s   
(2)設(shè)賽車(chē)在圓軌道最高點(diǎn)的速度為v2,由機(jī)械能守恒定律有:
$\frac{1}{2}m{{v}_{1}}^{2}=\frac{1}{2}m{{v}_{2}}^{2}+mg•2R$
解得:v2=3m/s
設(shè)圓軌道對(duì)賽車(chē)的作用力為F,由牛頓第二定律和向心力公式有:
$mg+F=m\frac{{{v}_{2}}^{2}}{R}$
 解得:F=1.25N 方向豎直向下
(3)設(shè)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間為t,根據(jù)動(dòng)能定理有:
Pt-fL=$\frac{1}{2}$mv12-0
由此可得:t=2.2s
答:(1)賽車(chē)做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為5m/s.
(2)賽車(chē)在圓軌道上最高點(diǎn)時(shí),圓軌道對(duì)賽車(chē)的作用力為1.25N.
(3)電動(dòng)機(jī)工作了2.2s.

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了動(dòng)能定理、牛頓第二定律,涉及到直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng),綜合性較強(qiáng),需加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

6.“飛車(chē)走壁”是一種傳統(tǒng)的雜技藝術(shù),演員騎車(chē)在傾角很大的桶面上做圓周運(yùn)動(dòng)而不掉下來(lái).如圖所示,已知桶壁的傾角為θ,車(chē)和人的總質(zhì)量為m,做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r.若使演員騎車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)不受桶壁的摩擦力,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.人和車(chē)的速度為$\sqrt{grcosθ}$B.人和車(chē)的速度為$\sqrt{grsinθ}$
C.桶面對(duì)車(chē)的彈力為$\frac{mg}{cosθ}$D.桶面對(duì)車(chē)的彈力為$\frac{mg}{sinθ}$

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7.微型吸塵器的直流電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r=1Ω,當(dāng)加在它兩端的電壓為4.0V時(shí),電流為0.8A,且能正常工作,求:
(1)它的額定輸入功率多大?
(2)工作時(shí)由導(dǎo)線發(fā)熱損失的功率多大?
(3)它的輸出功率多大?

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4.如圖所示,重100N的物體G由OA和OB兩根繩子拉著,繩OB始終保持沿水平方向,α=30,求繩子OA與OB拉力為多少?

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11.如圖所示,AB是一個(gè)半徑為R的$\frac{1}{4}$圓弧(B點(diǎn)切線水平且距地面高也為R),在AB的圓弧軌道.上放一個(gè)半徑也為R的帶鉤的小圓弧片CD,再在CD的D端放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),已知小物塊與CD弧片間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=$\sqrt{3}$.現(xiàn)沿圓弧AB緩緩向上拉動(dòng)CD弧片,直到小物塊開(kāi)始滑離CD弧片為止(計(jì)算時(shí),可以認(rèn)為最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力大。畡t:
(1)此過(guò)程中,CD弧片對(duì)小物塊的靜摩擦力對(duì)其所做的功為多少?
(2)若小物塊滑離CD沿AB軌道下滑又從B端滑出,并做平拋運(yùn)動(dòng),而后落到離E點(diǎn)水平距離也為R的水平地面上,則AB弧對(duì)小物塊的滑動(dòng)摩擦力對(duì)其所做的功為多少?

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1.如圖所示電路中,電表a、b、c均為理想電表且均有正常示數(shù),在滑動(dòng)變阻器滑片向下移動(dòng)過(guò)程中,可以判斷出( 。
A.a是電流表,b是電壓表,c是電流表
B.a是電壓表,b是電流表,c是電流表
C.a的示數(shù)將變小,b的示數(shù)將變小,c的示數(shù)將變大
D.a的示數(shù)將變小,b的示數(shù)將變大,c的示數(shù)將變小

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8.滑雪運(yùn)動(dòng)員由斜坡高速向下滑行過(guò)程中其速度一時(shí)間圖象如圖乙所示,則由圖象中AB段曲線可知,運(yùn)動(dòng)員在此過(guò)程中(  )
A.做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B.做變加速直線運(yùn)動(dòng)
C.所受力的合力不斷增大D.機(jī)械能守恒

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5.如圖用細(xì)線將質(zhì)量為m=4×10-3㎏的帶電小球P懸掛在O點(diǎn)正下方,當(dāng)空間有方向?yàn)樗较蛴遥笮镋=1×104N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),小球偏轉(zhuǎn)37°后處于靜止?fàn)顟B(tài).(sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75)求:
(1)小球帶何種電荷;
(2)求帶電小球的電量q;
(3)求細(xì)線的拉力大小.

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6.如圖1、2所示為用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)原理圖和所需器材的實(shí)物圖,現(xiàn)有器材規(guī)格如下:
待測(cè)電阻Rx(約100Ω)

直流電流表A1(量程0~50mA,內(nèi)阻約50Ω)
直流電流表A2(量程0~0.6A,內(nèi)阻約5Ω)
直流電壓表V1(量程0~5V,內(nèi)阻約5kΩ)
直流電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約10kΩ)
直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4V,內(nèi)阻不計(jì))
滑動(dòng)變阻器R(阻值范圍0~15Ω,允許最大電流1A)
電鍵1個(gè),導(dǎo)線若干條.
①實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表選擇A1,電流表選擇V1.(填儀器字母代號(hào))
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖1,在實(shí)物圖2中完成其余連線使之成為完整的實(shí)驗(yàn)電路.
③在開(kāi)關(guān)S閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端應(yīng)移到a端(填“a”或“b”).
④實(shí)驗(yàn)操作正確的情況下,本實(shí)驗(yàn)電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值.(填“大于”或“小于”)

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