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(2013河南平顶山期末)舰载机起降是世界性技术难题,也被比作“刀尖上的舞蹈”,着舰跑道长度只有陆地机场跑道的1/10,尽管航母甲板总长有300多米,但能够提供舰载机起飞、着舰使用的距离只有百米左右,舰载机要在浮动的航母甲板上钩住阻拦索,难度非常大。中国舰载战机“歼-15”成功在“辽宁舰”航空母舰上完成起降着舰,为航母战斗力的组建迈出重要一步。某同学为了研究“歼-15”舰载机的起飞过程,把其运动过程简化如下:其轨道由长为L=1.5m的水平轨道AB和圆弧轨道BC相接,圆弧轨道半径R=2m,圆心在B点正上方O处,弧BC所对的圆心角为θ=370,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,小车沿圆弧轨道继续运动至C点时对轨道的压力为FN=26N,整个过程所受阻力恒为f=0.1mg(取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8). 求:

(1)动力小车运动至C点时的速度V的大小

(2)求小车加速运动的时间t

.

解析:(1)对小车在C点时受力分析如图所示,则其向心力由支持力和重力的分力提供,由牛顿第二定律可得:

--------------------------------(4分)

解得: V=6m/s  -------------------------------------(2分)

(2)选小车为研究对象,在小车从A运动到C的过程中,由动能定理可得:

----------------(4分)

其中s为圆弧BC的长度,根据几何关系可得:

---------------------------(2分)

联立可得:t=2.48s    (1分)

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