问题
问答题
某实验小组为了测试玩具小车的加速性能，设置了如图所示的轨道．轨道由半径为R=0.2m的光滑的圆弧轨道和动摩擦因数为μ=0.4的粗糙部分组成．现将小车从轨道上的A点开始以恒定的功率启动，经5秒后由于技术故障动力消失．小车滑过圆弧轨道从C点飞出落到水平面上的D点．实验测得小车的质量m=0.4Kg，AB间距离L=8m，BD间距离为0.4m，重力加速度g=10m/s2．求：
（1）小车从C点飞出时的速度？
（2）小车滑过B点时对轨道B点的压力？
（3）小车电动机的输出功率P．
答案
（1）小车从C点飞出时做平抛运动，设落地时间为t，则有：
2R=
gt21 2
xBD=vct
解得：vc=
m/s2
（2）小车由B运动到C点，机械能守恒，则有；
mg•2R+
mvc2=1 2
mvB2 1 2
由牛顿第二定律得：
FN-mg=mv 2B R
解得：FN=24N
由牛顿第三定律得小车滑过B点时对轨道B点的压力大小为24N，方向竖直向下．
（3）小车A点运动到B点的过程，由动能定理得
Pt-μmgL=
mvB2 1 2
解得 P=2.96W
答：
（1）小车从C点飞出时的速度为
m/s．2
（2）小车滑过B点时对轨道B点的压力为24N，方向竖直向下．
（3）小车电动机的输出功率P为2.96W．