问题 计算题

(12分)如图所示,摩托车做腾跃特技表演,沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台,接着以v=3m/s水平速度离开平台,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=1.0m,人和车的总质量为180kg,特技表演的全过程中,阻力忽略不计。(计算中取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:

(1)从平台飞出到A点,人和车运动的水平距离s。

(2)从平台飞出到达A点时速度及圆弧对应圆心角θ。

(3)人和车运动到圆弧轨道最低点O速度v'=m/s此时对轨道的压力大小。

答案

(1)1.2m (2)5m/s  106°  (3)7740N

题目分析:(12分)(1)从平台飞出后做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,则运动时间为:

       (1分)       

(1分)

水平方向做匀速直线运动,即:

  (2分)

(2)到达A点的竖直分速度为:

 

A点速度为:         (1分)

据几何关系有:

          (2分)              

   (1分)

(3)当运动到最低点时受到重力和支持力,合力提供向心力,则有:

          (2分)

   ( 1分)

根据牛顿第三定律:人和车对轨道的压力大小为

     (1分)

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