Question

【題目】如圖所示為某一游戲的局部簡(jiǎn)化示意圖。D為彈射裝置，AB是長(zhǎng)為21m的水平軌道，傾斜直軌道BC固定在豎直放置的半徑為R=10m的圓形支架上，B為圓形的最低點(diǎn)，軌道AB與BC平滑連接，且在同一豎直平面內(nèi)。某次游戲中，無(wú)動(dòng)力小車在彈射裝置D的作用下，以v0=10m/s的速度滑上軌道AB，并恰好能沖到軌道BC的最高點(diǎn)。已知小車在軌道AB上受到的摩擦力為其重量的0.2倍，軌道BC光滑，則小車從A到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是（ ）

A. 5s

B. 4.8s

C. 4.4s

D. 3s

Answer 1

【答案】A

【解析】

分兩個(gè)階段求解時(shí)間，水平階段和斜面階段，根據(jù)動(dòng)能定理求出B點(diǎn)的速度，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解AB段上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；在斜面階段需要根據(jù)幾何知識(shí)求解斜面的傾斜角，然后根據(jù)牛頓第二定律求解在斜面上的運(yùn)動(dòng)加速度，從而求解在斜面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．

設(shè)小車的質(zhì)量為m，小車在AB段所勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度，在AB段，根據(jù)動(dòng)能定理可得，解得，故；

小車在BC段，根據(jù)機(jī)械能守恒可得，解得，過(guò)圓形支架的圓心O點(diǎn)作BC的垂線，根據(jù)幾何知識(shí)可得，解得，，故小車在BC上運(yùn)動(dòng)的加速度為，故小車在BC段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，所以小車運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為，A正確．