(10分) 某实验小组为了测试玩具小车的加速性能,设置了如图所示的轨道。轨道由半径为R=0.2m的光滑的圆弧轨道和动摩擦因数为μ=0.4的粗糙部分组成。现将小车从轨道上的A点开始以恒定的功率启动,经5秒后由于技术故障动力消失。小车滑过圆弧轨道从C点飞出落到水平面上的D点。实验测得小车的质量m=0.4Kg,AB间距离L=8m,BD间距离为0.4m,重力加速度g="10" m/s2。求:
(1)小车从C点飞出时的速度?
(2)小车滑过B点时对轨道B点的压力?
(3)小车电动机的输出功率P。
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(10分) 某实验小组为了测试玩具小车的加速性能,设置了如图所示的轨道。轨道由半径为R=0.2m的光滑的圆弧轨道和动摩擦因数为μ=0.4的粗糙部分组成。现将小车从轨道上的A点开始以恒定的功率启动,经5秒后由于技术故障动力消失。小车滑过圆弧轨道从C点飞出落到水平面上的D点。实验测得小车的质量m=0.4Kg,AB间距离L=8m,BD间距离为0.4m,重力加速度g="10" m/s2。求:
(1)小车从C点飞出时的速度?
(2)小车滑过B点时对轨道B点的压力?
(3)小车电动机的输出功率P。
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为了测定一滑块与水平桌面之间的动摩擦因数,某同学设置了如图甲所示的实验装置:水平桌面左端固定一个竖直的光滑圆弧轨道,圆弧轨道底端与水平桌面相切于C点,桌面CD长L=1m,高h2=0.5m,g取10m/s2。实验步骤如下:
①将小滑块从圆弧上静止释放,通过水平桌面后从D点飞出做平抛运动,最后落到水平地面上,设小滑块从D点飞出落到水平地面上的水平距离为x(假设小滑块可视为质点);
②改变小滑块在圆弧轨道面的高度,然后多次重复实验步骤①,试分析下列问题:
(1)试写出小滑块经过D点时的速度vD与x的关系表达式vD=____________。
(2)根据实验所得到的数据最后作出了如图乙所示的图像,根据该图像求得小滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ=________。
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游乐场中有各种各样的玩具车如图1,其中有一种玩具车的运动情况可以简化为如下模型:如图2所示,轨道ABCD位于竖直平面内,水平轨道AB与过山圆弧轨道相切于B点;C与圆心O等高;质量m=50kg的小车(可视为质点)静止在水平轨道上的点A;己知A点与B点相距L=40m,竖直圆轨道的半径R=10m,圆弧光滑;小车在水平轨道AB间运动时受到的阻力恒为其重力的0.3倍。其它摩擦与空气阻力均忽略不计,重力加速度为g=10m/s2。若小车用自带的电动机提供动力,电动机输出功率恒为P0=5kW。试求:
(1)若小车刚好能到达C点,求小车经过最低点B时对轨道的压力;
(2)若小车在某一时刻关闭发动机,要使小车都不脱离轨道,则发动机工作时间的取值范围如何。
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某课外活动小组为了研究遥控玩具小车的启动性能,进行了如图所示的实验。将玩具小车放在水平地面上,遥控使其从静止开始匀加速启动,经时间t关闭发动机,玩具小车滑行一段距离后停下来,测得玩具小车从启动到停下来发生的总位移x=6m。已知玩具小车的质量m=500g,匀加速过程中牵引力F=3N,运动过程中受到的阻力恒为车重的0.2倍,重力加速度为g取10 m/s2,求t的值。
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如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,小车的左端为半径R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道AB,AB的最低点B与小车的上表面相切。现小车的左侧靠在竖直墙壁上,可视为质点的物块从A点正上方H=0.25m处无初速度下落,恰好落入小车圆弧轨道,并沿圆弧轨道滑下最终小车与物块一起运动。已知小车的质量为M=5kg,物块的质量为m=1kg,物块与小车水平部分间的动摩擦因数μ= 0.5,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)物块到达圆弧轨道最低点B点时的速度vB的大小及轨道对它支持力FN的大小;
(2)物块和小车最终速度v的大小及此过程产生的热量Q;
(3)物块最终距离B点的距离x。
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如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,小车的左端为半径R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道AB,AB的最低点B与小车的上表面相切。现小车的左侧靠在竖直墙壁上,可视为质点的物块从A点正上方H=0.25m处无初速度下落,恰好落入小车圆弧轨道,并沿圆弧轨道滑下最终小车与物块一起运动。已知小车的质量为M=5kg,物块的质量为m=1kg,物块与小车水平部分间的动摩擦因数μ= 0.5,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)物块到达圆弧轨道最低点B点时的速度vB的大小及轨道对它支持力FN的大小;
(2)物块和小车最终速度v的大小及此过程产生的热量Q;
(3)物块最终距离B点的距离x。
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(12分)如图长为L=1.5m的水平轨道AB和光滑圆弧轨道BC平滑相接,圆弧轨道半径R=3m,圆心在B点正上方O处,弧BC所对的圆心角为=53O,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,小车继续沿圆弧轨道运动并冲出轨道。已知小车运动到B点时轨道对小车的支持力为FB=26N,小车在轨道AB上运动过程所受阻力大小恒为f=0.1mg小车可以被看成质点。取g=10m/s2,,sin53o=0.8,cos53o=0.6,求:
(1)动力小车运动至B点时的速度VB的大小;
(2)小车加速运动的时间t;
(3)小车从BC弧形轨道冲出后能达到的最大离地高度。
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(12分)如图长为L=1.5m的水平轨道AB和光滑圆弧轨道BC平滑相接,圆弧轨道半径R=3m,圆心在B点正上方O处,弧BC所对的圆心角为=53O,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,小车继续沿圆弧轨道运动并冲出轨道。已知小车运动到B点时轨道对小车的支持力为FB=26N,小车在轨道AB上运动过程所受阻力大小恒为f=0.1mg小车可以被看成质点。取g=10m/s2,,sin53o=0.8,cos53o=0.6,求:
(1)动力小车运动至B点时的速度VB的大小;
(2)小车加速运动的时间t;
(3)小车从BC弧形轨道冲出后能达到的最大离地高度。
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(12分)如图长为L=1.5m的水平轨道AB和光滑圆弧轨道BC平滑相接,圆弧轨道半径R=3m,圆心在B点正上方O处,弧BC所对的圆心角为=53O,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,小车继续沿圆弧轨道运动并冲出轨道。已知小车运动到B点时轨道对小车的支持力为FB=26N,小车在轨道AB上运动过程所受阻力大小恒为f=0.1mg小车可以被看成质点。取g=10m/s2,,sin53o=0.8,cos53o=0.6,求:
(1)动力小车运动至B点时的速度VB的大小;
(2)小车加速运动的时间t;
(3)小车从BC弧形轨道冲出后能达到的最大离地高度。
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