某次摩托车的特技表演可简化为如下模型,AB是长度为x的水平面,BC是圆弧,半径为2R的四分之一圆弧,DEG是半径为R的四分之三圆弧,D点在C点正上方,G点距右侧水平面高度为R,质量为m的摩托车(可视为质点)在大小恒定的牵引力F作用下从A点由静止出发,牵引力在ABC段的大小恒为F,摩托车经过C点时关闭发动机,之后沿竖直方向从D点进入上面的轨道做圆周运动,从G点脱离上方轨道,进入右侧水平面,已知重力加速度为g,假设在ABC段摩托车所受阻力恒定,且为重力的k倍,忽略其在DEG及空气中所受的阻力。
(1)为了摩托车能安全通过轨道,求力F的最小值
(2)若摩托车离开C点的速度大小是,判断摩托车能否安全通过上方圆弧轨道。若不能通过,计算在C点时应具有的最小速度,若能通过,求摩托车落在右侧水平面的位置距离C点多远。
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某次摩托车的特技表演可简化为如下模型,AB是长度为x的水平面,BC是圆弧,半径为2R的四分之一圆弧,DEG是半径为R的四分之三圆弧,D点在C点正上方,G点距右侧水平面高度为R,质量为m的摩托车(可视为质点)在大小恒定的牵引力F作用下从A点由静止出发,牵引力在ABC段的大小恒为F,摩托车经过C点时关闭发动机,之后沿竖直方向从D点进入上面的轨道做圆周运动,从G点脱离上方轨道,进入右侧水平面,已知重力加速度为g,假设在ABC段摩托车所受阻力恒定,且为重力的k倍,忽略其在DEG及空气中所受的阻力。
(1)为了摩托车能安全通过轨道,求力F的最小值
(2)若摩托车离开C点的速度大小是,判断摩托车能否安全通过上方圆弧轨道。若不能通过,计算在C点时应具有的最小速度,若能通过,求摩托车落在右侧水平面的位置距离C点多远。
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某次摩托车的特技表演可简化为如下模型,AB是长度为x的水平面,BC是圆弧,半径为2R的四分之一圆弧,DEG是半径为R的四分之三圆弧,D点在C点正上方,G点距右侧水平面高度为R,质量为m的摩托车(可视为质点)在大小恒定的牵引力F作用下从A点由静止出发,牵引力在ABC段的大小恒为F,摩托车经过C点时关闭发动机,之后沿竖直方向从D点进入上面的轨道做圆周运动,从G点脱离上方轨道,进入右侧水平面,已知重力加速度为g,假设在ABC段摩托车所受阻力恒定,且为重力的k倍,忽略其在DEG及空气中所受的阻力。
(1)为了摩托车能安全通过轨道,求力F的最小值
(2)若摩托车离开C点的速度大小是,判断摩托车能否安全通过上方圆弧轨道。若不能通过,计算在C点时应具有的最小速度,若能通过,求摩托车落在右侧水平面的位置距离C点多远。
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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,AB、BC相切于B点, DEF是一段半径为R=10m的圆弧曲面,E为圆弧的顶点。运动员驾驶摩托车的功率恒定。从A点由静止出发,经过t1=15s到B点,在AB段所受的阻力,摩托车过B点时速度m/s,再经t2=2s的时间,摩托车通过圆弧曲面的顶点E,此时压力传感器显示摩托车对E点的压力为零,摩托车通过E后做平抛运动,落地点与E点的水平距离为x=18m。已知人车总质量为m=180kg,重力加速度g=10m/s2。求:
1.摩托车在AB段的最小加速度a
2.坡顶高度h
3.人和摩托车在BE段克服空气和摩擦阻力做的功W
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如图所示,是一摩托车特技表演的轨道示意图。AB是距地面高为H的平台上的水平加速轨道,其长度为L,CD是半径为R的竖直光滑圆弧轨道,CD轨道在最低点D与水平面相切,D点恰好又是紧接的竖直光滑圆形轨道的入口,该圆形轨道的出口与右侧水平减速轨道EF光滑相接。假设某总质量为m的摩托车(可视为质点)由A点从静止开始沿AB轨道做匀加速直线运动,到达B端时关闭发动机后水平飞出,刚好从C点沿切线方向进入圆弧轨道,运动过程中恰能通过圆形轨道的最高点P,最后从E点进入减速轨道直到停止。已知重力加速度为g,不计空气阻力。试求:
(1)摩托车在AB轨道上的加速度a;
(2)竖直圆形轨道的半径;
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(15分)运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目.如图所示,AB是水平路面,BC是半径为20m的圆弧,CDE是一段曲面.运动员驾驶功率始终是P=1.8kW的摩托车在AB段加速,到B点时速度达到最大vm=20m/s,再经t=13s的时间通过坡面到达E点时,关闭发动机后水平飞出.已知人和车的总质量m=180kg,坡顶高度h=5m,落地点与E点的水平距离s=16m,重力加速度g=10m/s2.如果在AB段摩托车所受的阻力恒定,求:
⑴AB段摩托车所受阻力的大小;
⑵摩托车过B点时受到地面支持力的大小;
⑶摩托车在冲上坡顶的过程中克服阻力做的功.
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(16分)运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目.如图所示,AB是水平路面,BC是半径为20m的圆弧,CDE是一段曲面.运动员驾驶功率始终是P=1.8kW的摩托车在AB段加速,到B点时速度达到最大vm=20m/s,再经t=13s的时间通过坡面到达E点时,关闭发动机后水平飞出.已知人和车的总质量m=180 kg,坡顶高度h=5m,落地点与E点的水平距离s=16m,重力加速度g=10m/s2.如果在AB段摩托车所受的阻力恒定,求:
(1)AB段摩托车所受阻力的大小;
(2)摩托车过B点时受到地面支持力的大小;
(3)摩托车在冲上坡顶的过程中克服阻力做的功。
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