22. 上海市七校2010届高三下学期联考如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置,滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成,其中倾斜直轨AB与水平直轨CD长均为L=3m,圆弧形轨道APD和BQC均光滑,BQC的半径为r=1m,APD的半径为R,AB、CD与两圆弧形轨道相切,O2A、O1B与竖直方向的夹角均为q=37°。现有一质量为m=1kg的小球穿在滑轨上,以Ek0的初动能从B点开始沿AB向上运动,小球与两段直轨道间的动摩擦因数均为μ=,设小球经过轨道连接处均无能量损失。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,sin18.5°=0.32,cos18.5°=0.95,tan18.5°=,cot18.5°=3)求:

(1)要使小球完成一周运动回到B点,初动能EK0至少多大?

(2)小球第二次到达D点时的动能;

(3)小球在CD段上运动的总路程。

解析:(1)R=Ltan18.5°+r=2m…………(1分)

Ek0=mgR(1-cosq)+ mgLsinq +mmgLcosq…………(2分)

代入  解得Ek0=48J…………(1分)

(2)小球第一次回到B点时的动能为:

EkB=mg2R-mgr(1+cosq)-mmgL=12J,小球沿AB向上运动到最高点,距离B点为s

则有:EkB=mmgscosq+mgssinq,…………(2分)

   代入  解得s=18/13m=1.38m…………(1分)

小球继续向下运动,当小球第二次到达D点时动能为

 

=12.6J    …………(2分)

(3)小球第二次到D点后还剩12.6J的能量,沿DP弧上升后再返回DC段,到C点只剩下2.6J的能量。因此小球无法继续上升到B点,滑到BQC某处后开始下滑,之后受摩擦力作用,小球最终停在CD上的某点。(1分)

   由动能定理: …………(2分)

可得小球在CD上所通过的路程为s=3.78m…………(1分)

小球通过CD段的总路程为S总=2L+s=9.78m…………(1分)

16.四川省内江市2010届高三二模模拟面对能源紧张和环境污染等问题,混合动力汽车应运而生。所谓混合动力汽车,是指拥有两种不同动力源(如燃油发动机和电力发动机)的汽车,既省油又环保。车辆在起步或低速行驶时可仅靠电力驱动;快速行驶或者需急加速时燃油发动机启动,功率不足时可由电力补充;在制动、下坡、怠速时能将机械能转化为电能储存在电池中备用。假设汽车质量为M,当它在平直路面行驶时,只采用电力驱动,发动机额定功率为P1,能达到的最大速度为v1;汽车行驶在倾角为θ的斜坡道上时,为获得足够大的驱动力,两种动力同时启动,此时发动机的总额定功率可达P2。已知汽车在斜坡上行驶时所受的阻力是在平直路面上的k倍,重力加速度为g。求汽车在斜坡道上能达到的最大速度。

解析:在平直路面行驶,汽车以功率P1匀速行驶时速度最大,设驱动力为F1,阻力为f,则

P1=F1v1                  ①(3分)

F1=f                                ②(3分)

   设汽车上坡时驱动力为F2,能达到的最大速度为v2,则

P2=F2v2                              ③(3分)

F2 = Mgsinθ+kf                       ④(4分)

由①②③④式解得

                   ⑤(3分)

 0  254703  254711  254717  254721  254727  254729  254733  254739  254741  254747  254753  254757  254759  254763  254769  254771  254777  254781  254783  254787  254789  254793  254795  254797  254798  254799  254801  254802  254803  254805  254807  254811  254813  254817  254819  254823  254829  254831  254837  254841  254843  254847  254853  254859  254861  254867  254871  254873  254879  254883  254889  254897  447090 

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