(10分)在2011年少年科技创新大赛中,某同学展示了其设计的自设程序控制的电动赛车,赛车(可视为质点)从A点由静止出发,经过时间t后关闭电动机,赛车继续前进至B点后进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道,通过轨道最高点P后又进入水平轨道CD上。已知赛车在水平轨道AB部分和CD部分运动时受到阻力恒为车重的0.5倍,即k=Ff/mg =0.5.赛车的质量m=0.4kg,通电后赛车的电动机以额定功率P=2W工作,轨道AB的长度L=2m.圆形轨道的半径R=0.5m,空气阻力可忽略,取重力加速度g =l0m/s2。某次比赛,要求赛车在运动过程中既不能脱离轨道,又在CD轨道上运动的路程最短。在此条件下,求:
(1)小车在CD轨道上运动的最短路程;
(2)赛车电动机工作的时间。
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(10分)在2011年少年科技创新大赛中,某同学展示了其设计的自设程序控制的电动赛车,赛车(可视为质点)从A点由静止出发,经过时间t后关闭电动机,赛车继续前进至B点后进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道,通过轨道最高点P后又进入水平轨道CD上。已知赛车在水平轨道AB部分和CD部分运动时受到阻力恒为车重的0.5倍,即k=Ff/mg =0.5.赛车的质量m=0.4kg,通电后赛车的电动机以额定功率P=2W工作,轨道AB的长度L=2m.圆形轨道的半径R=0.5m,空气阻力可忽略,取重力加速度g =l0m/s2。某次比赛,要求赛车在运动过程中既不能脱离轨道,又在CD轨道上运动的路程最短。在此条件下,求:
(1)小车在CD轨道上运动的最短路程;
(2)赛车电动机工作的时间。
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如图所示,遥控电动赛车通电后电动机以额定功率P=3W工作,赛车(可视为质点)从A点由静止出发,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圆形光滑轨道,通过轨道最高点D后回到水平地面EF上,E点为圆形轨道的最低点.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,通电后赛车的电动机以额定功率P=4W工作,轨道AB的长度L=4m,B、C两点的高度差h=0.45m,赛车在C点的速度vc=5m/s,圆形轨道的半径R=0.5m.不计空气阻力.取g=10m/s2.sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)赛车运动到B点时的速度vB的大小;
(2)赛车电动机工作的时间t;
(3)赛车经过最高点D时对轨道的压力的大小.
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如图所示,遥控电动赛车(可视为质点)从A点由静止出发,经过时间t后关闭电动机,赛车继续前进至B点后进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道,通过轨道最高点P后又进入水平轨道CD上。已知赛车在水平轨道AB部分和CD部分运动时受到阻力恒为车重的0.5倍,即k=Ff/mg=0.5,赛车的质量m=0.4kg,通电后赛车的电动机以额定功率P=2W工作,轨道AB的长度L=2m,圆形轨道的半径R=0.5m,空气阻力可忽略,取重力加速度g=10m/s2。某次比赛,要求赛车在运动过程中既不能脱离轨道,又在CD轨道上运动的路程最短。在此条件下,求:
(1)小车在CD轨道上运动的最短路程;
(2)赛车电动机工作的时间。
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如图所示,遥控电动赛车(可视为质点)从A点由静止出发,经过时间t后关闭电动机,赛车继续前进至B点后进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道,通过轨道最高点P后又进入水平轨道CD上。已知赛车在水平轨道AB部分和CD部分运动时受到阻力恒为车重的0.5倍,即k=Ff/mg=0.5,赛车的质量m=0.4kg,通电后赛车的电动机以额定功率P=2W工作,轨道AB的长度L=2m,圆形轨道的半径R=0.5m,空气阻力可忽略,取重力加速度g=10m/s2。某次比赛,要求赛车在运动过程中既不能脱离轨道,又在CD轨道上运动的路程最短。在此条件下,求:
(1)小车在CD轨道上运动的最短路程;
(2)赛车电动机工作的时间。
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如图所示,遥控电动赛车(可视为质点)从A点由静止出发,经过时间t后关闭电动机,赛车继续前进至B点水平飞出,恰好在C点沿着切线方向进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道,通过轨道最高点D后回到水平地面EF上,E点为圆形轨道的最低点。已知赛车在水平轨道AB部分运动时受到恒定阻力f=0.4N,赛车的质量m=0.4kg,通电后赛车的电动机以额定功率P=2W工作,轨道AB的长度L=2m,B、C两点的高度差h=0.45m,连线CO和竖直方向的夹角α=37°,圆形轨道的半径R=0.5m,空气阻力可忽略,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)赛车运动到C点时速度vc的大小;
(2)赛车经过最高点D处时对轨道压力FN的大小;
(3)赛车电动机工作的时间t。
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质量为M=0.6kg的长木板固定在光滑水平面上,其左端有质量为m=0.5kg、可视为质点的遥控电动赛车,由静止出发,经过时间t1=2.0s,赛车向右滑行了L1=1.44m,之后关闭电动机,同时解除对长木板的固定,赛车在木板上又滑行一段距离后,恰好停在木板的右端.若通电后赛车以恒定功率P=0.8W行驶,赛车与木板的动摩擦因数μ=0.2,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)t1=2.0s时刻赛车的速度v1;
(2)木板长度L.
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如图,可视为质点的赛车从起点A出发,在到达B点之前关闭赛车的电动机,赛车由半圆轨道的最低点B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道并通过半圆轨道的最高点C。已知赛车质量m=0.5 kg,通电后电动机的输出功率恒为P=2 W,进入竖直半圆轨道前受到的阻力恒为f=0.4 N, L=10.0 m,R=0.32 m,g取10 m/s2。
⑴ 求赛车在半圆轨道的B点对轨道的最小压力。
⑵ 求电动机工作的最短时间。
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