题目内容

10.如图所示,遥控电动赛车(可视为质点)从A点由静止出发,通电后赛车的电动机以额定功率P=3W工作,经过时间t(未知)后关闭电动机,赛车继续前进至B点后水平飞出,恰好在C点沿着切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道,通过轨道最高点D后水平飞出.已知赛车在水平轨道AB部分运动时受到恒定阻力f=0.5N,赛车的质量m=0.8kg,轨道AB的长度L=6.4m,B、C两点的高度差h=0.45m,赛车在C点的速度大小vC=5m/s,不计空气阻力.求:
(1)赛车运动到B点时的速度vB大小;
(2)赛车电动机工作的时间t.

分析 (1)根据平抛运动规律可求得竖直分速度,再根据C点的速度利用几何关系即可求得B点的速度;
(2)从A点到B点的过程中由动能定理求得工作的时间.

解答 解:(1)因为赛车从B到C的过程作平抛运动,根据平抛运动规律所以有:
vy=$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{2×10×0.45}$=3m/s
根据几何关系可知:
v2C=vy2+vB2
代入数据解得:vB=4m/s;
(2)从A点到B点的过程中由动能定理有
Pt-fL=$\frac{1}{2}$mvB2
代入数据解得:t=2s 
答:(1)赛车运动到B点时速度的大小是4m/s;
(2)赛车电动机工作的时间是2s.

点评 本题考查动能定理和平抛运动规律的结合问题,本题很好的把平抛运动和圆周运动结合在一起运用动能定理解决,要注意明确求解电动机所做功的基本方法.

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