【題目】某游樂場(chǎng)的過山車可以抽象成如圖所示的模型：半徑為R=10m的光滑圓弧軌道下端與水平直線軌道相接于B點(diǎn)，曲線DE與AB相切于D點(diǎn)。總質(zhì)量為m=1000kg的小車（自身安裝有電動(dòng)機(jī)）從直線軌道上A點(diǎn)以恒定的功率P=30kW開始加速，在直線軌道AB上經(jīng)過t=30s其速度由零增加到最大，小車在直線軌道AB上所受阻力f=1000N，小車經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)關(guān)閉電動(dòng)機(jī)并進(jìn)入圓軌道，經(jīng)C點(diǎn)返回B后再啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)入光滑的BDE爬坡軌道，最終通過距離地面高度為h=50m的最高點(diǎn)E，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。求：

(1)要使小車到達(dá)B點(diǎn)前速度達(dá)到最大，軌道AB的長度至少為多大？

(2)小車通過C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；

(3)要使小車能通過最高點(diǎn)E，電動(dòng)機(jī)至少還要對(duì)小車做多少功？

【答案】(1)450m；(2)；(3)

【解析】

(1)小車達(dá)到最大速度時(shí)，小車的牽引力等于阻力，則有

，

代入數(shù)據(jù)解得

若剛好到達(dá)B點(diǎn)達(dá)到最大速度，由功能關(guān)系得

代入數(shù)據(jù)解得

(2)小車經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)達(dá)到了最大速度，從B到C，由功能關(guān)系可得

在C點(diǎn)，有

解得

由牛頓第三定律可知，小車通過C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力

(3)要使小車恰好能通過最高點(diǎn)E，則從B到E，由功能關(guān)系得

解得電動(dòng)機(jī)至少還要對(duì)小車多做的功

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，飛船在地面指揮控制中心的控制下，由近地點(diǎn)圓形軌道A，經(jīng)橢圓軌道B轉(zhuǎn)變到遠(yuǎn)地點(diǎn)的圓軌道C.軌道A與軌道B相切于P點(diǎn)，軌道B與軌道C相切于Q點(diǎn)，以下說法正確的是（　�。�

A.衛(wèi)星在軌道B上由P向Q運(yùn)動(dòng)的過程中速率越來越小

B.衛(wèi)星在軌道C上經(jīng)過Q點(diǎn)的速率大于在軌道A上經(jīng)過P點(diǎn)的速率

C.衛(wèi)星在軌道B上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度與在軌道A上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度是相等的

D.衛(wèi)星在軌道B上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)受到地球的引力小于經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)受到地球的引力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示x軸上固定兩個(gè)點(diǎn)電荷、（位于坐標(biāo)原點(diǎn)O），軸上有M、N、P三點(diǎn)，間距MN=NP。、在軸上產(chǎn)生的電勢(shì)φ隨x變化關(guān)系如圖乙。則

A.M點(diǎn)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小為零

B.N點(diǎn)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小為零

C.M、N之間電場(chǎng)方向沿x軸負(fù)方向

D.一正試探電荷從P移到M過程中，電場(chǎng)力做功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在用如圖所示的裝置探究動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化和守恒的實(shí)驗(yàn)中：

（1）必須用到的器材是__________。（只需填A或B，下同）

A．刻度尺 B．秒表

（2）下列兩項(xiàng)操作中正確的一項(xiàng)是___________。

A．先松開紙帶再接通電源

B．接通電源前，重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并靜止

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)重物重力勢(shì)能的減小量總是略大于動(dòng)能的增加量，其原因是______________。

A．存在阻力 B．重物太重

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組用如題1圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理。

(1)有兩種工作頻率均為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供實(shí)驗(yàn)選用：

A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

B.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

為使紙帶在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力較小，應(yīng)選擇_______（選填“A”或“B”）。

(2)保持長木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔。實(shí)驗(yàn)中，為消除摩擦力的影響，在砝碼盤中慢慢加入沙子，直到小車開始運(yùn)動(dòng)。同學(xué)甲認(rèn)為此時(shí)摩擦力的影響已得到消除。同學(xué)乙認(rèn)為還應(yīng)從盤中取出適量沙子，直至輕推小車觀察到小車做勻速運(yùn)動(dòng)�？捶ㄕ_的同學(xué)是_____（選填“甲”或“乙”）。

(3)消除摩擦力的影響后，在砝碼盤中加入砝碼。接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，松開小車，小車運(yùn)動(dòng)。紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中的一段如圖所示。紙帶上P點(diǎn)的速度vP=______m/s。（保留三位有效數(shù)字）

(4)測(cè)出小車的質(zhì)量為M，再測(cè)出紙帶上起點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為L。小車動(dòng)能的變化量可用ΔEk=算出。砝碼盤中砝碼的質(zhì)量為m，重力加速度為g；實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量應(yīng)______（選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“接近”）砝碼、砝碼盤和沙子的總質(zhì)量，小車所受合力做的功可用W=mgL算出。多次測(cè)量，若W與ΔEk均基本相等則驗(yàn)證了動(dòng)能定理。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】地面附近空間存在著水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一個(gè)帶電油滴沿著一條與豎直方向成α角的直線MN運(yùn)動(dòng)，如圖所示，由此判斷

A.油滴一定做勻速運(yùn)動(dòng)

B.油滴可能做勻變速運(yùn)動(dòng)

C.如果油滴帶正電，電場(chǎng)方向水平向左

D.如果油滴帶正電，它是從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的三角形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直三角形平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T，三角形的邊長分別為AB＝20 cm，BC＝cm，CA＝10cm．質(zhì)量為、電荷量為q=+3.2×10－16 C的粒子，在三角形平面內(nèi)，從BC邊的中點(diǎn)垂直射入磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力．

（1）若粒子速度大小v1=10 m/s，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑r；

（2）若粒子速度大小v2=5 m/s，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；

（3）若粒子速度大小不確定，則粒子可能從AB邊上什么范圍內(nèi)穿出？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的、相同的木塊A和B放在轉(zhuǎn)盤上且木塊A、B與轉(zhuǎn)盤中心在同一條直線上，兩木塊用長為L的細(xì)繩連接，木塊與轉(zhuǎn)盤的最大靜摩擦力均為各自重力的k倍，A放在距離轉(zhuǎn)軸L處，整個(gè)裝置能繞通過轉(zhuǎn)盤中心的轉(zhuǎn)軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)。開始時(shí)，繩恰好伸直但無彈力�，F(xiàn)讓該裝置從靜止轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度緩慢增大，下列說法中錯(cuò)誤的是（　�。�

A.當(dāng)時(shí)，A、B會(huì)相對(duì)于轉(zhuǎn)盤滑動(dòng)

B.當(dāng)時(shí)，繩子一定有彈力

C.在范圍內(nèi)增大時(shí)，B所受摩擦力變大

D.在范圍內(nèi)增大時(shí)，A所受摩擦力一直增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，固定在水平地面的斜面體，其斜面傾角α=30°、斜面長x=1.6m，底端與長木板B上表面等高，B靜止在光滑水平地面上，左端與斜面接觸但不粘連，斜面底端與B的上表面接觸處平滑連接。一可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊A從斜面頂端處由靜止開始下滑，最終A剛好未從B上滑下。已知A、B的質(zhì)量均為1kg，A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=，A與B上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.5，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是（　 �。�

A.A的最終速度為0

B.B的長度為0.4m

C.A在B上滑動(dòng)過程中，A、B系統(tǒng)所產(chǎn)生的內(nèi)能為1J

D.A在B上滑動(dòng)過程中，A、B系統(tǒng)所產(chǎn)生的內(nèi)能為2J

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