運(yùn)動員駕駛摩托車做騰躍特技表演是一種刺激性很強(qiáng)的運(yùn)動項目.如圖所示,AB是水平路面,BC是半徑為20m的圓弧,CDE是一段曲面.運(yùn)動員駕駛功率始終是P=1.8kW的摩托車在AB段加速,到B點(diǎn)時速度達(dá)到最大υ
m=20m/s,再經(jīng)t=13s的時間通過坡面到達(dá)E點(diǎn)時,關(guān)閉發(fā)動機(jī)后水平飛出.已知人和車的總質(zhì)量m=180kg,坡頂高度h=5m,落地點(diǎn)與E點(diǎn)的水平距離s=16m,重力加速度g=10m/s
2.如果在AB段摩托車所受的阻力恒定,求
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(1)AB段摩托車所受阻力的大小;
(2)摩托車過B點(diǎn)時受到地面支持力的大??;
(3)摩托車在沖上坡頂?shù)倪^程中克服阻力做功.
(1)摩托車在水平面上已經(jīng)達(dá)到了最大速度,牽引力與阻力相等.則
P=Fυ=fυ
f==90N
(2)摩托車在B點(diǎn),進(jìn)行受力分析,由牛頓第二定律得:
N?mg=mN=m+mg=5400N
由牛頓第三定律得地面支持力的大小為5400N.
(3)對摩托車的平拋運(yùn)動過程,有
t==1s
平拋的初速度
υ0==16m/s
摩托車在斜坡上運(yùn)動時,由動能定理得
Pt?Wf?mgh=m?mυ2求得W
f=27360J
答:(1)AB段摩托車所受阻力的大小是90N;
(2)摩托車過B點(diǎn)時受到地面支持力的大小是5400N;
(3)摩托車在沖上坡頂?shù)倪^程中克服阻力做功是27360J.