题目内容
某校物理兴趣小组决定举行遥控塞车比赛。比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,出B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能越过壕沟。已知赛车质量m=0.1kg,通电后以额定功率P=1.5W工作,进入竖直圆轨道前受到的阻值为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不计。图中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,S=1.50m。问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g=10 m/s2)
![]()
2.53s
解析:
设赛车越过壕沟需要的最小速度为v1,由平抛运动的规律知
,
,
解得v1=
=3m/s
并设赛车刚好过圆轨道,对应圆轨道最高点的速度为,最低点速度为,有牛顿运动定律及机械能守恒得
,
,解得
,
所以赛车要完成比赛,在进入圆轨道前的最小速度为v=4m/s
设电动机工作时间至少为t,则根据功能原理得![]()
带入数据解得t=2.53s
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