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高中物理
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综合题
1.
(2022高二上·浙江期中)
如图为游乐场所的轨道,简化为由倾斜直线轨道AB、水平轨道BC、半圆形轨道CDE、水平轨道EF组成,已知轨道AB的倾角θ=37°,AB间高度差H=12m,B、C间距离4m,轨道CD的半径R=4.8m,轨道DE的半径r=2.4m,在轨道ABC上运动时轨道车(含人)受到的阻力为上表面正压力的0.2倍,其余阻力均不计,车轮分布在轨道上、侧、下三面(如图),一起把轨道抱住。游客从A点乘坐轨道车由静止开始沿轨道ABC运动(不计B点转折处动能损失)接着沿轨道CDEF运动,最后从F点离开,制动进入μ=0.3的水平地面。已知轨道车功率P恒为2×10
3
W,进入半圆轨道CD前发动机工作时间由场所管理者控制,进入半圆轨道CD后发动机始终关闭,游客与轨道车质量均为m=50kg,可视为质点。
(1) 某次滑行中,经过C点的速度
, 求通过C点时人对车的压力;
(2) 满足(1)中的条件下,求发动机的工作时间t;
(3) 现用轨道车对轨道进行安全测试,轨道所能承受的压力不大于轨道车重力的8倍,求能在安全完成完整测试的情况下,轨道车停止位置离F点的范围。
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