問題詳情:
如圖所示,一遙控電動賽車(可視爲質點)從A點由靜止以恆定的功率沿水平地面向右加速運動,當到達固定在豎直面內的光滑半圓軌道最低點B時關閉發動機,由於慣*,賽車繼續沿半圓軌道運動,並恰好能通過最高點C(BC爲半圓軌道的豎直直徑)。已知賽車的質量爲m,半圓軌道的半徑爲R,A、B兩點間的距離爲1.5R,賽車在地面上運動時受到的阻力大小恆爲mg。不計空氣阻力,重力加速度爲g。下列判斷正確的是 ( )
A.賽車通過C點後落回地面的位置到B點的距離爲2R
B.賽車通過B點時的速度大小爲2
C.賽車從A點運動到B點的過程中,其電動機所做的功爲
D.要使賽車能滑過B點並沿半圓軌道滑回地面,其電動機所做的功W電需滿足的條件爲<W電≤
【回答】
AD
【解析】車恰好通過C點,由mg=m,可得vC=,賽車離開C點後做平拋運動,落點位置到B點的距離x=vC·=2R,選項A正確。由B點到C點的過程,應用動能定理得:-mg·2R=m-m,可得:vB=,選項B錯誤。由A點到B點的過程,應用動能定理可得:W電-mg·1.5R=m,可計算得出電動機做的功W電=3mgR,選項C錯誤。當賽車剛好運動到B點時,電動機做的功爲,由動能定理得:-mg·1.5R=0,=mgR;當賽車剛好運動到與圓心等高位置的過程中,電動機做的功爲,由動能定理得:-mg·1.5R-mgR=0,則=mgR;故要使賽車滑過B點並沿半圓軌道滑回地面,其電動機所做的功W電需滿足的條件爲<W電≤,選項D正確。
知識點:專題三 力與物體的曲線運動
題型:多項選擇