如图所示,一遥控电动赛车(可视为质点)从A点由静止以恒定的功率沿水平地面向右加速运动,当到达固定在竖直面内的光...
问题详情:
如图所示,一遥控电动赛车(可视为质点)从A点由静止以恒定的功率沿水平地面向右加速运动,当到达固定在竖直面内的光滑半圆轨道最低点B时关闭发动机,由于惯*,赛车继续沿半圆轨道运动,并恰好能通过最高点C(BC为半圆轨道的竖直直径)。已知赛车的质量为m,半圆轨道的半径为R,A、B两点间的距离为1.5R,赛车在地面上运动时受到的阻力大小恒为mg。不计空气阻力,重力加速度为g。下列判断正确的是 ( )
A.赛车通过C点后落回地面的位置到B点的距离为2R
B.赛车通过B点时的速度大小为2
C.赛车从A点运动到B点的过程中,其电动机所做的功为
D.要使赛车能滑过B点并沿半圆轨道滑回地面,其电动机所做的功W电需满足的条件为<W电≤
【回答】
AD
【解析】车恰好通过C点,由mg=m,可得vC=,赛车离开C点后做平抛运动,落点位置到B点的距离x=vC·=2R,选项A正确。由B点到C点的过程,应用动能定理得:-mg·2R=m-m,可得:vB=,选项B错误。由A点到B点的过程,应用动能定理可得:W电-mg·1.5R=m,可计算得出电动机做的功W电=3mgR,选项C错误。当赛车刚好运动到B点时,电动机做的功为,由动能定理得:-mg·1.5R=0,=mgR;当赛车刚好运动到与圆心等高位置的过程中,电动机做的功为,由动能定理得:-mg·1.5R-mgR=0,则=mgR;故要使赛车滑过B点并沿半圆轨道滑回地面,其电动机所做的功W电需满足的条件为<W电≤,选项D正确。
知识点:专题三 力与物体的曲线运动
题型:多项选择