题目内容

(10分) 某实验小组为了测试玩具小车的加速性能,设置了如图所示的轨道。轨道由半径为R=0.2m的光滑的圆弧轨道和动摩擦因数为μ=0.4的粗糙部分组成。现将小车从轨道上的A点开始以恒定的功率启动,经5秒后由于技术故障动力消失。小车滑过圆弧轨道从C点飞出落到水平面上的D点。实验测得小车的质量m=0.4Kg,AB间距离L=8m,BD间距离为0.4m,重力加速度g="10" m/s2。求:

(1)小车从C点飞出时的速度?

(2)小车滑过B点时对轨道B点的压力?

(3)小车电动机的输出功率P。

 

【答案】

(1)(2)24N,方向竖直向下(3)2.96W

【解析】

试题分析:(1)小车从C点飞出时做平抛运动,设落地时间为t,则有:

       (1分)                  (1分)

解得:        (1分)

(2)小车由B运动到C点,机械能守恒,则有;

        (1分)

由牛顿运动定律得:              (1分)

解得:FN=24N            (1分)

由牛顿第三定律得小车对轨道B点的压力为24N,方向竖直向下。        (1分)

(3)小车从A点运动到B点,由动能定理得:

                 (2分)

解得P=2.96W                         (1分)

考点:考查圆周运动和功能关系

点评:本题难度较小,如果再只有重力做功的情况下物体的机械能是守恒的,确定初末状态列公式求解,注意在最高点或最低点由半径方向的合力提供向心力,由此求解速度大小,如果发动机输出功率恒定,可利用W=Pt求解牵引力做功

 

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