如图,摩托车做特技表演,以v0=10.0m/s的初速度冲向高台,然后从高台以v1=12m/s的速度水平飞出,落...
问题详情:
如图,摩托车做特技表演,以v0=10.0m/s的初速度冲向高台,然后从高台以v1=12m/s的速度水平飞出,落在倾角θ=37°的斜面上.若摩托车冲向高台的过程中以p=4.0kw的额定功率行驶,冲到高台上所用时间t1=4.0s.人和车的总质量m=1.8×102kg,台高h=5.0m.不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)摩托车从高台飞出到落至斜面所用时间t2;
(2)摩托车落到斜面上缓冲,只保留沿斜面方向速度,求缓冲后的速度v2;
(3)摩托车冲上高台过程中阻力所做的功Wf.
【回答】
考点: 动能定理;平抛运动.
专题: 动能定理的应用专题.
分析: (1)平抛运动的时间由高度决定,根据h=gt2求出运动的时间.
(2)分别求出水平方向和竖直方向上的分速度,根据平行四边形定则求出落地的速度大小.
(3)抓住功率不变,牵引力做功W=Pt,根据动能定理求出摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功.
解答: 解:(1)由平抛运动规律得:
h=gt2
s=v1t2
由几何关系得 tanθ=
解得 t2=1.8s
(2)缓冲前竖直方向速度 vy=gt2=18m/s
故缓冲后沿斜面方向速度v2=v1cosθ+vysinθ=20.4m/s
(3)由动能定理得:
Pt1﹣mgh+Wf=mv12﹣mv02
解得:Wf=﹣3.04×103J
答:(1)摩托车从高台飞出到落至斜面所用时间t2为1.8s;
(2)摩托车落到斜面上缓冲,只保留沿斜面方向速度,缓冲后的速度v2为20.4m/s;
(3)摩托车冲上高台过程中阻力所做的功Wf为﹣3.04×103J.
点评: 本题综合运用了动能定理和平抛运动的知识,关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,以及知道功率不变时,牵引力做功W=Pt.
知识点:动能和动能定律
题型:计算题