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
v | 21 |
2ah |
sinθ |
6 |
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
| ||
R |
从B点到C点,由动能定理得-mg2R-Wf=
1 |
2 |
v | 22 |
1 |
2 |
v | 21 |
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.