如图所示为摩托车特技比赛用的部分赛道,由一段倾斜坡道AB与竖直圆形轨道BCD衔接而成,衔接处平滑过渡且

(1)由受力分析与牛顿第二定律可知

F+mgsinθ-kmg=ma

代入数字解得a=12?m/s2

(2)设摩托车到达B点时的速度为v1,由运动学公式可得

v21
=
2ah
sinθ
,由此可得v1=10
6
?m/s

在B点由牛顿第二定律可知

FN-mg=m

v2
R

轨道对摩托车的支持力为FN=1.75×104?N

则摩擦车对轨道的压力为1.75×104?N

(3)摩托车恰好不脱离轨道时,在最高点速度为v2

由牛顿第二定律得mg=m

mv22
R

从B点到C点,由动能定理得-mg2R-Wf=

1
2
m
v22
-
1
2
m
v21

由此可解得Wf=1.25×104?J

答:(1)摩托车在AB坡道上运动的加速度为12m/s2.

(2)摩托车运动到圆轨道最低点时对轨道的压力为1.75×104 N

(3)摩托车在BC之间克服摩擦力做的功为1.25×104 J.