(15分)如图所示,某人驾驶摩托车做特技表演,以某一初速度沿曲面冲上高h、顶部水平的高台,到达平台顶部以v0=的水平速度冲出,落至地面时,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(15分)如图所示,某人驾驶摩托车做特技表演,以某一初速度沿曲面冲上高h、顶部水平的高台,到达平台顶部以v0=的水平速度冲出,落至地面时,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点,其连线水平。已知圆弧半径为R=,人和车的总质量为m,特技表演的全过程中不计一切阻力,。g为重力加速度。求:人和车运动到圆弧轨道最低点O时车对轨道的压力。

◎ 答案

4.3mg   

◎ 解析

摩托车离开平台后平抛运动过程中,
在竖直方向    (2分)
摩托车落到A点时速度方向沿A点切线方向,设速度与水平方向夹角为,此时的竖直分速度vy=gt      (1分)

人和车的水平分速度vx=v0=,
所以, tan   (2分)
可知 (2分)                                   
设人和车在最低点速度为v1,则摩托车由高台顶部到圆弧轨道最低点的过程中,由机械能守恒定律得
       (3分)
在最低点,据牛顿第二定律,有           (2分)
代入数据解得4.3mg                            (2分)
由牛顿第三定律可知,摩托车对轨道的压力为4.3mg            (1分)
本题考查动能定理和圆周运动的应用,根据在A点沿切线方向,根据平抛运动可求得速度大小和方向,再由最高点到最低点应用动能定理可求得最低点速度大小,在最低点由支持力和重力的合力提供向心力,由牛顿第二定律可求得支持力大小

◎ 知识点

    专家分析,试题“(15分)如图所示,某人驾驶摩托车做特技表演,以某一初速度沿曲面冲上高h、顶部水平的高台,到达平台顶部以v0=的水平速度冲出,落至地面时,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入…”主要考查了你对  【动能定理】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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