Question

4．摩托車(chē)比賽是一項(xiàng)精彩刺激的體育比賽，在一次摩托車(chē)比賽中有如圖所示的一段賽道，水平高臺(tái)離地面的高度H=5.0m，高臺(tái)右端有一壕溝，壕溝兩側(cè)的高度差為h=0.8m，水平距離為8m，摩托車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的阻力可忽略不計(jì)，g取10m/s²，試求
（1）摩托車(chē)要安全跨越壕溝，在水平高臺(tái)上至少需多大的水平速度v；
（2）摩托車(chē)運(yùn)動(dòng)員需要以多大的初速度v₀從坡底沖上高臺(tái)后才能達(dá)到上述所需的水平速度．

Answer 1

分析 （1）摩托車(chē)跨越壕溝的過(guò)程做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋規(guī)律即可求解；
（2）對(duì)摩托車(chē)從坡底到高臺(tái)的過(guò)程，應(yīng)用動(dòng)能定理求解．

解答 解：（1）摩托車(chē)跨越壕溝的過(guò)程做平拋運(yùn)動(dòng)，由$h=\frac{1}{2}g{t^2}$和x=vt
得：v=x$\sqrt{\frac{g}{2h}}$=8×$\sqrt{\frac{10}{2×0.8}}$=20m/s
（2）對(duì)摩托車(chē)從坡底到高臺(tái)的過(guò)程，由動(dòng)能定理得：
 $-mgH=\frac{1}{2}m{v^2}-\frac{1}{2}mv_0^2$
解得：${v_0}=10\sqrt{5}m/s$
答：（1）摩托車(chē)要安全跨越壕溝，在水平高臺(tái)上至少需20m/s的水平速度v；
（2）摩托車(chē)運(yùn)動(dòng)員需要以10$\sqrt{5}$m/s的初速度v₀從坡底沖上高臺(tái)后才能達(dá)到上述所需的水平速度．

點(diǎn)評(píng) 遇到涉及到“功”、“動(dòng)能”字眼的問(wèn)題、特別是涉及到多過(guò)程的復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)首選動(dòng)能定理求解．