问题
计算题
在一次特技表演中,一电动小车的运动路径运动如图所示,小车从A点由静止出发,沿粗糙的水平直轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆形轨道,运动一周后又从B点离开圆轨道进入水平光滑轨道BC段,在C与平面D间是一水池.已知小车质量m=0.1kg、L=10m、R=0.32m、h=1.25m、s=1.50m,在AB段所受阻力为0.3N.小车只在AB路段可以施加牵引力,牵引力的功率为P=1.2W,其他路段电动机关闭.问:要使小车能够顺利通过圆形轨道的最高点且能落在右侧平台D上,小车电动机至少工作多长时间?
(g取10m/s2)
答案
=
解:设车刚好越过圆轨道最高点,设最高点速度为v2,最低点速度为v1
在最高点由牛顿第二定律得 ………(1分)
由机械能守恒定律得 …………(2分)
解得 ……………………………………(1分)
小车在离开C点后做平抛运动
由 得
……………………………………(1分)
……………………………………………………(1分)
,所以小车能够越过蓄水池………………………(1分)
设电动机工作时间为,在AB段由动能定理得
……………………………………………(2分)
解得=
……………………………………………(1分)