一雜技運(yùn)動員騎摩托車沿一豎直圓形軌道做特技表演,若車運(yùn)動的速率恒為20m/s,人與車的總質(zhì)量為200kg,輪胎與軌道間的摩擦力大小總與它們間的正壓力成正比,且比例系數(shù)為μ=0.1,車通過最底點(diǎn)B時(shí)發(fā)動機(jī)功率為12kw.
求:(1)車通過最低點(diǎn)B時(shí)對軌道的壓力?
(2)求車通過最高點(diǎn)A時(shí)發(fā)動機(jī)的功率?
分析:(1)在最低點(diǎn)時(shí)對人受力分析,重力合力支持力的合力作為向心力,由向心力的公式可以求得車受到的支持力,再由牛頓第三定律可知車通過最低點(diǎn)B時(shí)對軌道的壓力;
(2)由向心力的公式可以求得車通過最高點(diǎn)A時(shí)對軌道的壓力,再由瞬時(shí)功率的公式可以求得通過最高點(diǎn)A時(shí)發(fā)動機(jī)的功率.
解答:解:(1)在B點(diǎn),設(shè)發(fā)動機(jī)功率為PB,則 PB=μFBV,
解得車受到的支持力為 FB=6000N,
 由牛頓第三定律可知,車通過最低點(diǎn)B時(shí)對軌道的壓力 FB=6000N.    
(2)A、B點(diǎn)人車整體所需向心力大小相等,即m
V2
R
=FB-mg=4000N  
在A點(diǎn),F(xiàn)A+mg=m
V2
R

解得車通過最高點(diǎn)A時(shí)對軌道的壓力 FA=m
V2
R
-mg=2000N,
則車通過最高點(diǎn)A時(shí)發(fā)動機(jī)的功率 PA=μFAv=4000w=4kw.  
答:(1)車通過最低點(diǎn)B時(shí)對軌道的壓力是6000N.
(2)車通過最高點(diǎn)A時(shí)發(fā)動機(jī)的功率是4kw.
點(diǎn)評:求發(fā)動機(jī)的功率時(shí)要注意用瞬時(shí)功率的公式,車在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)對車受力分析,應(yīng)用圓周運(yùn)動的公式即可求得對軌道的壓力和發(fā)動機(jī)的功率.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,一雜技運(yùn)動員騎摩托車沿著一豎直圓軌道做特技表演,若摩托車運(yùn)動的速率恒為v=20m/s,人和車的總質(zhì)量為m=200m/s,摩托車受到的阻力是摩托車對軌道壓力的k倍,且k=0.1.摩托車通過最高點(diǎn)A時(shí)發(fā)動機(jī)的功率為零,(摩托車車身的長不計(jì),g=10m/s2)求:
(1)豎直圓軌道的半徑.
(2)摩托車通過最低點(diǎn)B時(shí)發(fā)動機(jī)的功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:

一雜技運(yùn)動員騎摩托車沿一豎直圓軌道做特技表演.若車運(yùn)動的速率恒為30 m/s,人與車質(zhì)量之和為200 kg,輪胎與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1,車通過最低點(diǎn)A時(shí)發(fā)動機(jī)的功率為12 kW.求車通過最高點(diǎn)B時(shí)發(fā)動機(jī)的功率.

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一雜技運(yùn)動員騎摩托車沿一豎直圓軌道做特技表演.若車運(yùn)動的速率恒為30 m/s,人與車質(zhì)量之和為200 kg,輪胎與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1,車通過最低點(diǎn)A時(shí)發(fā)動機(jī)的功率為12 kW.求車通過最高點(diǎn)B時(shí)發(fā)動機(jī)的功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:

一雜技運(yùn)動員騎摩托車沿豎直圓軌道做特技表演,如圖所示.若車的運(yùn)動速率恒為20m/s,人與車的總質(zhì)量為200kg,輪胎與軌道間動摩擦因數(shù)μ=0.1,車通過最低點(diǎn)A時(shí)發(fā)動機(jī)的功率為12kW,求車通過最高點(diǎn)B時(shí)發(fā)動機(jī)的功率.(取g=10m/s2)

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