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高中物理
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综合题
1.
(2020·浙江模拟)
如图为遥控玩具小车比赛轨道的示意图,第一部分由斜面轨道AB、圆弧轨道BCD与斜面轨道DE拼接而成,圆弧BCD的圆心恰在O点,第二部分由水平轨道EF、圆形轨道FGF与特殊材料水平轨道FH组成。直线轨道与圆弧轨道平滑相切。圆轨道F处前后略有错开,小车可从一侧滑上再从另一侧滑出,已知轨道AB与DE的倾角均为θ=37°,长度均为L=2m,轨道FGF的半径r=1m,玩具车在AB与DE轨道上受到的阻力为压力的0.25,在FH轨道上受到的阻力为压力的1.5倍。其余轨道摩擦阻力及空气阻力均不计。已知玩具车输出功率恒为P=10W,电动机工作时间可调控,玩具车质量m=1kg,可视为质点。sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1) 玩具车以多大初速度从A点弹出,恰好能沿轨道自行上滑到C点;
(2) 玩具车以恒定功率P=10W从A点由静止启动,电动机至少工作多长时间才能完成完整的圆周运动;
(3) 已知轨道“受力因子k”是车对轨道的压力与车重力的比值,要求满足在圆周内k≤9且玩具车能无动力完成完整比赛,求玩具车的停止点H与F点的可能距离。
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