题目内容
【题目】(12分)如图长为L=1.5m的水平轨道AB和光滑圆弧轨道BC平滑相接,圆弧轨道半径R=3m,圆心在B点正上方O处,弧BC所对的圆心角为=53O,具有动力装置的玩具小车质量为m=1kg,从A点开始以恒定功率P=10w由静止开始启动,运动至B点时撤去动力,小车继续沿圆弧轨道运动并冲出轨道。已知小车运动到B点时轨道对小车的支持力为FB=26N,小车在轨道AB上运动过程所受阻力大小恒为f=0.1mg小车可以被看成质点。取g=10m/s2,,sin53o=0.8,cos53o=0.6,求:
(1)动力小车运动至B点时的速度VB的大小;
(2)小车加速运动的时间t;
(3)小车从BC弧形轨道冲出后能达到的最大离地高度。
【答案】(1)(2) (3)
【解析】
试题(1)B点为圆周运动最低点,重力支持力的合力提供向心力,即
带入数据得
(2)小车以恒定功率P=10w由静止开始启动,经过B点时的牵引力,所以从A到B小车一直在加速,根据动能定理有
整理得
(3)小车从B点到C点的过程,根据动能定理有
离开轨道后,水平方向为匀速直线运动,初速度
竖直方向匀减速直线运动,初速度,速度减小到0时上升到最高点,即
小车从BC弧形轨道冲出后能达到的最大离地高度为
【题目】在“研究小车速度随时间变化的规律”的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下:
计数点序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
计数点对应的时刻(s) | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 |
通过计数点的速度(cm/s) | 44.0 | 62.0 | 81.0 | 100.0 | 110.0 | 168.0 |
为了计算加速度,合理的方法是_________.
A. 根据任意两计数点的速度,用公式算出加速度
B. 根据实验数据画出v-t图象,量出其倾角,由公式a=tanα求出加速度
C. 根据实验数据画出v-t图象,由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式算出加速度
D. 依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度