(2012•静安区一模).运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演.如图所示,AB是水平路面,长度为L=100m,BCD是一段曲面

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  • 解题思路:(1)由题意,摩托车的功率一定,在AB段摩托车加速运动,由P=Fv,在B点摩擦力牵引力最小,则加速度最小,由动能定理得

    P

    t

    1

    −fL=

    1

    2

    m

    v

    2

    B

    ,求得功率P,根据牛顿第二定律求解摩托车在B点时的加速度.

    (2)摩托车对E点的压力为零,由重力提供向心力,则有mg=m

    v

    2

    E

    R

    ,求出vE,摩托车离开E点后做平抛运动,初速度大小为vE,根据平抛运动的规律求解h.

    (3)根据动能定理研究BE过程,求得人和摩托车在BE段克服空气和摩擦阻力做的功W.

    (1)从A点由静止出发,经过t1=15s到B点,由动能定理:

    Pt1−fL=

    1

    2m

    v2B

    解得:P=3000W

    摩托车在B点加速度最小,为a=

    F−f

    m=

    P

    vB−f

    m=

    1

    3m/s2=0.33m/s2

    (2)由题,摩托车对E点的压力为零,由重力提供其向心力,则有

    mg=m

    v2E

    R,解得vE=10m/s(2分)

    摩托车离开E点后做平抛运动,由平抛运动规律t=[x

    vE=1.8s,

    故h=

    1/2gt2=16.2m

    (3)由动能定理得

    BE段:Pt2−mgh−W克=

    1

    2m

    v2E−

    1

    2m

    v2B]

    解得W=3840J

    答:

    (1)摩托车在AB段的最小加速度a是0.33m/s2

    (2)坡顶高度h是16.2m.

    (3)人和摩托车在BE段克服空气和摩擦阻力做的功W是3840J.

    点评:

    本题考点: 动能定理的应用;平抛运动;向心力.

    考点点评: 本题要抓住摩托车的功率恒定,由功率公式P=Fv分析牵引力的变化,确定在B点时的加速度最小.第2、3问是平抛运动、向心力和动能定理的综合,由动能定理求解变力做功是常用的方法.