【題目】如圖為遙控玩具小車比賽軌道的示意圖，第一部分由斜面軌道AB、圓弧軌道BCD與斜面軌道DE拼接而成，圓弧BCD的圓心恰在O點，第二部分由水平軌道EF、圓形軌道FGF與特殊材料水平軌道FH組成，直線軌道與圓弧軌道平滑相切，圓軌道F處前后略有錯開，小車可從一側(cè)滑上再從另一側(cè)滑出。已知軌道AB與DE的傾角均為，長度均為，軌道FGF的半徑，玩具車在AB與DE軌道上受到的阻力為壓力的0.25，在FH軌道上受到的阻力為壓力的1.5倍，其余軌道摩擦阻力及空氣阻力均不計。已知玩具車輸出功率恒為，電動機工作時間可調(diào)控，玩具車質(zhì)量，可視為質(zhì)點。，。求：

(1)玩具車以多大初速度從A點彈出，恰好能沿軌道自行上滑到C點；

(2)玩具車以恒定功率從A點由靜止啟動，電動機至少工作多長時間才能完成完整的圓周運動；

(3)已知軌道“受力因子k”是車對軌道的壓力與車重力的比值，要求滿足在圓周內(nèi)且玩具車能無動力完成完整比賽，求玩具車的停止點H與F點的可能距離。

【答案】（1）；（2）3.3s；（3）

【解析】

(1)玩具車剛好達到C點時，速度剛好為0，由動能定理得

由題圖可知

聯(lián)立解得初速度

(2)玩具車剛好通過圓周最高點G時，由重力恰好提供向心力得

從A點恰好運動到G的過程，由動能定理得

聯(lián)立解得發(fā)動機工作時間

(3)玩具車恰好完成完整比賽的條件下，從最高點G運動到最低點F的過程，由機械能守恒定律得

在F點由牛頓運動定律得

解得對軌道壓力為

此時受力因子

符合題意。F點運動到H點過程，由動能定理得

解得

當時，有

解得

則有

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理興趣小組對兩節(jié)電池并聯(lián)后等效電源的電動勢和內(nèi)阻進行研究如下：將一節(jié)電池A和另一節(jié)電池 B并聯(lián)后，接入如圖甲所示的測量電路，將虛線框內(nèi)部看成一個等 效的電源，移動滑動變阻器，測得若干組數(shù)據(jù)后在圖乙中描點。

U/V

0.89

0.78

0.67

0.56

0.58

0.34

I/A

0.22

0.26

0.30

0.34

0.38

0.42

（1）實驗過程中小組成員發(fā)現(xiàn)當滑動變阻器在阻值較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，電壓表的示數(shù)變化不明顯，其原因是電源內(nèi)阻____________（填寫“較大”或“較小”）

（2）圖甲中的電流表和電壓表均為非理想電表，下列說法正確的是_____

A．這使得圖乙中的U沒有測準，U偏大

B．這使得圖乙中的U沒有測準，U偏小

C．這使得圖乙中的 I 沒有測準，I偏大

D．這使得圖乙中的 I 沒有測準，I偏小

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙中作出等效電源的圖像，從而得到等效電源的電動勢為____________，內(nèi)阻為____________.（均保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一小船在靜水中的速度為3m/s，它在一條河寬150m、水流速度為4m/s的河流中渡河，則該小船( )

A.能到達正對岸

B.渡河的時間可能少于50s

C.以最短時間渡河時，它沿水流方向的位移大小為200m

D.以最短位移渡河時，位移大小為250m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一根長20m的軟繩拉直后放置在光滑水平地板上，以繩中點為坐標原點，以繩上各質(zhì)點的平衡位置為x軸建立圖示坐標系。兩人在繩端P、Q沿y軸方向有節(jié)奏地抖動，形成兩列振幅分別為10cm、20cm的相向傳播的機械波。已知P的波速為，時刻的波形如圖所示。則以下判斷正確的是（　　）

A.兩波源的起振方向相反

B.兩列波的頻率均為2Hz，疊加區(qū)域有穩(wěn)定干涉圖樣

C.疊加穩(wěn)定時兩波源間（不含波源）有10個質(zhì)點的振幅為30cm

D.在時兩波源間（不含波源）有5個質(zhì)點的位移為-10cm

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,a、b端接入電源,當滑動變阻器滑片P向下滑動時,電路中兩個燈泡都不亮,用電壓表檢查電路時,測得Uab=U,Ucd=U,Uac=0,Ubd=0,則故障原因可能是…( )

A.變阻器短路

B.變阻器斷路

C.a、c間燈泡斷路

D.兩個燈泡都斷路

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一帶正電的點電荷固定于O點，兩虛線圓均以O為圓心，兩實線分別為帶電粒子M和N先后在電場中運動的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點。不計重力。下列說法說法正確的是

A. M帶負電荷，N帶正電荷

B. M在b點的動能小于它在a點的動能

C. N在d點的電勢能等于它在e點的電勢能

D. N在從c點運動到d點的過程中克服電場力做功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用圖甲裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。

（1）為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的________。

A．動能變化量與勢能變化量 B．速度變化量和勢能變化量

C．速度變化量和高度變化量

（2）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是________。

A．交流電源 B．刻度尺 C．天平(含砝碼)

（3）實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。

已知當?shù)刂亓铀俣葹?/span>g，打點計時器打點的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能變化量ΔEp＝____________，動能變化量ΔEk＝__________。

（4）大多數(shù)學生的實驗結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是________。

A．利用公式v＝gt計算重物速度 B．利用公式v＝計算重物速度

C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響 D．沒有采用多次實驗取平均值的方法

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材：

A．待測的干電池（電動勢約為1.5 V，內(nèi)電阻小于1.0 Ω ）

B．電流表A1（量程0﹣3 mA，內(nèi)阻Rg1=10 Ω）

C．電流表A2（量程0﹣0.6 A，內(nèi)阻Rg2=0.1 Ω）

D．滑動變阻器R1（0﹣20 Ω，10 A）

E．滑動變阻器R2（0﹣200 Ω，l A）

F．定值電阻R0（990Ω）

G．開關(guān)和導(dǎo)線若干

（1）某同學發(fā)現(xiàn)上述器材中沒有電壓表，但給出了兩個電流表，于是他設(shè)計了如圖甲所示的（a）、（b）兩個參考實驗電路，其中合理的是__圖所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能準確地進行測量，滑動變阻器應(yīng)選__（填寫器材前的字母代號）．

（2）圖乙為該同學根據(jù)（1）中選出的合理的實驗電路，利用測出的數(shù)據(jù)繪出的I1﹣I2圖線（I1為電流表A1的示數(shù)，I2為電流表A2的示數(shù)，且I2的數(shù)值遠大于I1的數(shù)值），但坐標紙不夠大，他只畫了一部分圖線，則由圖線可得被測電池的電動勢E=__V，內(nèi)阻r=__Ω．

（3）若圖線與縱坐標軸的交點等于電動勢的大小，則圖線的縱坐標應(yīng)該為_________

A．I1（R0+Rg1） 　 B．I1R0　 C．I2（R0+Rg2）　 D．I1Rg1．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑的曲面體M與光滑的水平面平滑相連，一輕彈簧右端固定，質(zhì)量為m的小球從高度h處由靜止下滑，則（　�。�

A.小球沿曲面下滑的過程中，小球機械能守恒B.小球與彈簧剛接觸時，動量小于

C.小球壓縮彈簧至最短時，彈簧的彈性勢能為mghD.小球在壓縮彈簧的過程中，小球的機械能守恒

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