13.2016年8月19日至8月21日,“二十四道柺”杯中國摩托車越野錦標(biāo)賽在晴隆縣史迪威小鎮(zhèn)賽車場舉行.不少愛好者特地趕來觀戰(zhàn),直呼“過癮”.如圖所示,AB是水平路面,長度為L=6m,BC是半徑為R=40.75m的圓弧,AB,BC相切于B點(diǎn),CDE是一段曲面.運(yùn)動(dòng)員駕駛功率始終為P=9kW的摩托車,從A點(diǎn)由靜止出發(fā),經(jīng)過t1=4.3s到B點(diǎn),此時(shí)壓力傳感器顯示摩托車對地壓力大小為F=3.6×103N.摩托車通過坡面到達(dá)地面h=5m的E點(diǎn)水平飛出,落地點(diǎn)與E點(diǎn)的水平距離為x=16m.已知人的質(zhì)量為m=60kg,摩托車的質(zhì)量為M=120kg,運(yùn)動(dòng)員駕駛摩托車行駛時(shí),前后輪著地點(diǎn)連線到整體重心的距離恰為r=0.75m,忽略空氣阻力,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)摩托車過B點(diǎn)時(shí)的速度vB多大?
(2)摩托車過E點(diǎn)時(shí)的速度vE多大?
(3)設(shè)人和摩托車在AB段所受的阻力恒定,該阻力Ff多大?

分析 (1)由牛頓第三定律求得摩托車在B點(diǎn)受到的支持力,然后對摩托車應(yīng)用牛頓第二定律即可求得速度;
(2)摩托車從E到落地點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),由位移公式求得初速度;
(3)對摩托車在A到B運(yùn)動(dòng)過程應(yīng)用動(dòng)能定理即可求解.

解答 解:(1)由牛頓第三定律可知:摩托車通過B點(diǎn)時(shí),受到的支持力${F}_{N}=F=3.6×1{0}^{3}N$,故對摩托車應(yīng)用牛頓第二定律可得:${F}_{N}-(M+m)g=\frac{(M+m){{v}_{B}}^{2}}{R-r}$;
所以,${v}_{B}=\sqrt{\frac{{F}_{N}-(M+m)g}{(M+m)}(R-r)}=\sqrt{400}m/s$=20m/s;
(2)摩托車從E點(diǎn)水平拋出做平拋運(yùn)動(dòng),故由平拋運(yùn)動(dòng)位移公式:$h=\frac{1}{2}g{t}^{2}$,x=vEt可得:${v}_{E}=\frac{x}{t}=\frac{x}{\sqrt{\frac{2h}{g}}}=16m/s$;
(3)摩托車在AB上運(yùn)動(dòng),只有阻力、牽引力做功,故由動(dòng)能定理可得:$Pt-{F}_{f}L=\frac{1}{2}(M+m){{v}_{B}}^{2}=36000J$,所以,${F}_{f}=\frac{9×1{0}^{3}×4.3-36000}{6}N=450N$;
答:(1)摩托車過B點(diǎn)時(shí)的速度vB為20m/s;
(2)摩托車過E點(diǎn)時(shí)的速度vE為16m/s;
(3)設(shè)人和摩托車在AB段所受的阻力恒定,該阻力Ff為450N.

點(diǎn)評 經(jīng)典力學(xué)問題一般先對物體進(jìn)行受力分析,求得合外力及運(yùn)動(dòng)過程做功情況,然后根據(jù)牛頓定律、動(dòng)能定理及幾何關(guān)系求解.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

14.驗(yàn)證“碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示,其中1是入射小球,2是被碰小球.
(1)完成該實(shí)驗(yàn),要求下列條件中必須滿足的是BCD
A.軌道是光滑的
B.軌道末端的切線是水平的
C.碰撞瞬間兩個(gè)小球的球心連線與軌道末端的切線平行
D.每次小球1都要從同一高度由靜止?jié)L下
(2)入射小球1與被碰小球2直徑相同,它們的質(zhì)量m1和m2的大小應(yīng)滿足m1>m2.(填>、<或=)
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),小球的落點(diǎn)分別如圖所示的M、N、P點(diǎn),由此通過比較下列兩組數(shù)值在誤差范圍內(nèi)相等,從而驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,這兩組數(shù)據(jù)是AD.
A.m1•$\overline{OP}$       B.m1•$\overline{OM}$     C.m1•$\overline{ON}$      D.m1•$\overline{OM}$+m2•$\overline{ON}$      E.m1•$\overline{OP}$+m2•$\overline{ON}$       F.m1•$\overline{OM}$+m2•$\overline{OP}$.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.如圖所示,M,N為某電場中的兩點(diǎn),下列說法正確的是(  )
A.該電場是勻強(qiáng)電場B.該電場是點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場
C.M點(diǎn)的電場強(qiáng)度比N點(diǎn)的小D.M點(diǎn)的電場強(qiáng)度比N點(diǎn)的大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.把小球以10m/s的初速度豎直向上拋出,能拋到多高?(不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.如圖所示,某人用定滑輪提升質(zhì)量為m的重物,人拉著繩從滑輪正下方h高的A處緩慢走到B處,此時(shí)繩與豎直方向成θ角,重力加速度為g,不計(jì)繩的質(zhì)量以及繩與滑輪間的摩擦,則此過程中人對重物所做的功W是( 。
A.$\frac{mgh(1-cosθ)}{cosθ}$B.$\frac{mghcosθ}{1-cosθ}$C.$\frac{mgh(1-cosθ)}{sinθ}$D.$\frac{mghsinθ}{1-cosθ}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.將一斜面和底面均粗糙的斜面體靜止放置在粗糙水平面上,一表面粗糙的物塊靜止放置在斜面上,如圖1所示,t=0時(shí)刻用平行于斜面上的拉力F拉物塊,若拉力F按圖2所示規(guī)律變化,0~t0這段時(shí)間內(nèi),斜面體和物塊始終處于靜止?fàn)顟B(tài),下列判斷正確的是( 。
A.0~t0時(shí)間內(nèi),地面對斜面體的摩擦力逐漸減小
B.0~t0時(shí)間內(nèi),地面對斜面體的摩擦力逐漸增大
C.0~t0時(shí)間內(nèi),物塊對斜面體的摩擦力一直增大
D.0~t0時(shí)間內(nèi),物塊對斜面體的摩擦力一直減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.如圖所示為或門邏輯電路,真值表中輸出端Z從上至下的取值順序是(  )
A.0   0   1   0B.1   1   0   0C.1   1   0   1D.0   0   0   1

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.對于利用自由落體“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,下列說法正確的是.( 。
A.本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇體積較小、質(zhì)量較大的重物,以便減小誤差
B.本實(shí)驗(yàn)可以不測量重物的質(zhì)量
C.必須先松開紙帶后接通電源,以便減小誤差
D.物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v,可以通過v=$\sqrt{2gh}$計(jì)算

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.下列說法正確的是(  )
A.動(dòng)量的方向與所受合外力方向一定相同
B.動(dòng)量的方向與合外力沖量的方向一定相同
C.動(dòng)量增加的方向與合外力方向一定相同
D.動(dòng)量變化率的方向與速度方向一定相同

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案