题目内容
【题目】如图所示为一遥控电动赛车(可视为质点)和它运动轨道示意图。假设在某次演示中,赛车从A位置由静止开始运动,经2s后关闭电动机,赛车继续前进至B点后水平飞出,赛车能从C点无碰撞地进入竖直平面内的圆形光滑轨道,D点和E点分别为圆形轨道的最高点和最低点。已知赛车在水平轨道AB段运动时受到的恒定阻力为0.4N,赛车质量为0.4kg,通电时赛车电动机的输出功率恒为2W,B、C两点间高度差为0.45m,C与圆心O的连线和竖直方向的夹角,空气阻力忽略不计, , ,求:
(1)赛车通过C点时的速度大小;
(2)赛道AB的长度;
(3)要使赛车能通过圆轨道最高点D后回到水平赛道EG,其半径需要满足什么条件。
【答案】(1)(2)(3)
【解析】(1)赛车在BC间做平抛运动,则
由图可知:
(2)由(1)可知B点速度
则根据动能定理: ,得到: 。
(3)当恰好通过最高点D时,有:
从C到D,由动能定理可知:
得到:
所以轨道半径 (可以不写0)
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