(2011?椒江區(qū)模擬)運動員駕駛摩托車做騰躍特技表演是一種刺激性很強的運動項目.如圖所示,AB是水平路面,長度為L=6m,BC是半徑為R=20.75m的圓弧,AB、BC相切于B點,CDE是一段曲面.運動員駕駛功率始終為P=9kW的摩托車,從A點由靜止出發(fā),經(jīng)過t1=4.3s到B點,此時壓力傳感器顯示摩托車對地壓力大小為F=3.6×104N.再經(jīng)t2=3s的時間,摩托車通過坡面到達E點水平飛出.已知人的質(zhì)量為m=60kg,摩托車的質(zhì)量為M=120kg,運動員駕駛摩托車行駛時,前后輪著地點連線到整體重心的距離恰為r=0.75m,坡頂高度h=5m,落地點與E點的水平距離x=16m,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)摩托車過B點時速度vB多大?
(2)設人和摩托車在AB段所受的阻力恒定,該阻力f多大?
(3)人和摩托車在沖上坡頂?shù)倪^程中克服空氣和摩擦阻力做的功W.
分析:對人和車在B點分析,找出向心力的來源列出等式.
在AB段運動過程中應用動能定理求出問題.
人和摩托車在沖上坡頂?shù)倪^程由動能定理列出等式解決問題.
解答:解:(1)根據(jù)牛頓第二定律,對人和車在B點分析:
F-(M+m)g=
(M+m
)v
2
B
R-r

解得:vB=20m/s
(2)在AB段運動過程中應用動能定理有:
Pt1-fL=
1
2
(M+m)vB2
解得:f=450N
(3)人和摩托車在沖上坡頂?shù)倪^程由動能定理得:
pt2+W-(M+m)gh=
1
2
(M+m)vE2-
1
2
(M+m)vB2
又由平拋運動得:
h=
1
2
gt32
x=vEt3
解得vE=16m/s   
W=-5040J
所以克服空氣和摩擦阻力做功5040J.
答:(1)摩托車過B點時速度vB為20m/s,
(2)設人和摩托車在AB段所受的阻力恒定,該阻力f為450N,
(3)人和摩托車在沖上坡頂?shù)倪^程中克服空氣和摩擦阻力做的功W為5040J.
點評:對于圓周運動分析關鍵要找到向心力的來源.
動能定理的應用范圍很廣,可以求速度、力、功等物理量,特別是可以去求變力功.
一個題目可能需要選擇不同的過程多次運用動能定理研究.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?椒江區(qū)模擬)如圖所示,圖1中一個物體連接一個輕彈簧,在水平恒力F的作用下:當水平地面光滑物體勻加速運動時,彈簧的長度為l1;當水平地面粗糙物體正好做勻速運動時,彈簧的長度為l2.圖2中,彈簧測力計外殼質(zhì)量為m0,所用彈簧與圖1中的相同,掛鉤的質(zhì)量忽略不計,掛鉤吊著一質(zhì)量為m的重物,現(xiàn)用一豎直向上的與圖1中相同大小的力F拉彈簧:如果向上勻加速運動,彈簧長度為l3;如果向下勻加速運動,彈簧長度為l4;下列說法正確的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?椒江區(qū)模擬)一個作勻加速直線運動的物體,先后經(jīng)過a、b兩點時的速度分別為v和7v,經(jīng)過ab的時間是t,則下列判斷正確的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?椒江區(qū)模擬)圖1、圖2均為質(zhì)點的速度(v)--時間(t)圖象,關于四邊形的面積,以下說法正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?椒江區(qū)模擬)如圖所示,斜面體M靜止在粗糙的水平地面上,物塊m恰好能在斜面體上勻速下滑.若用平行斜面的力推物塊,使物塊沿斜面做簡諧運動而斜面保持靜止,則地面對于斜面體的摩擦力Ff與時間t的關系圖象應是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?椒江區(qū)模擬)帶正電的物體A靜止于絕緣水平面上,如圖.現(xiàn)加一水平向右的勻強電場后物體開始向右運動,已知物體A與絕緣水平面間的摩擦力為電場力的一半,經(jīng)一段時間后,物體的動能為Ek,此時突然使電場方向反向,大小不變,再經(jīng)過一段時間后,物體回到原出發(fā)點.求:
(1)物體A回到原出發(fā)點時的動能;
(2)上述前一段時間t1跟后一段時間t2的比值.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案