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高中物理
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综合题
1.
(2021·新昌模拟)
图甲为儿童玩具小火车轨道,由竖直圆轨道BMC(B、C是圆弧轨道最低点且可认为是紧靠的)、竖直圆弧轨道DE和FH、倾斜半圆轨道EGF、四分之一水平圆轨道AK和IJ与水平轨道AB、CD、HI、KJ平滑相切连接而成,图乙为轨道侧视示意图。已知竖直圆轨道、圆弧DE、HF和EGF的半径均为R=0.4m,CD=0.4m,圆弧DE、FH对应的圆心角
,小火车质量m=0.2kg且可视为质点。水平轨道上小火车受到轨道的阻力恒为其重力的0.2倍,其它轨道的阻力忽略不计。小火车在H点处以恒定功率P=2w由静止开始启动,沿着HIJKAB轨道运动,经过t=2s到达B点时关闭电动机,小火车恰好能沿着竖直圆轨道运动。
,
。求:
(1) 小火车到达B点时的速度大小;
(2) 小火车从H点运动到B点过程中阻力做的功;
(3) 小火车运动到倾斜半圆轨道EGF最高点G时对轨道作用力的大小。
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