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一雜技運動員騎摩托車沿一豎直圓軌道做特技表演.若車運動的速率恒為30 m/s,人與車質量之和為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A時發(fā)動機的功率為12 kW.求車通過最高點B時發(fā)動機的功率.
4×103 W
利用牛頓第二定律與勻速圓周運動知識及功率公式分別對A、B兩點列式即可求解.以人和摩托車作為一個整體為研究對象,分別對其在A點和B點時進行受力分析如右圖中所示,FNA、FNB分別表示摩托車在A點和B點受到軌道的彈力,Fa、Fb表示的是摩托車的牽引力,FFAFFB則表示的是摩擦阻力,對于A、B兩點而言都是豎直方向上的合力提供向心力,又由于摩托車保持勻速率不變,因此摩托車在切線方向上合外力為零,即A、B兩點牽引力與摩擦力大小相等、方向相反.

由牛頓第二定律可得:

又在A點:FFA=μFNA=Fa
在B點:FFB=μFNB=Fb
由功率公式可知:
Pa=Fav
Pb=Fbv
聯(lián)立以上各式,得:
Pb=Pa-2μmgv=12×103 W-2×0.1×200×10×20 W=4×103 W,即為摩托車通過最高點時發(fā)動機的功率.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16分)汽車發(fā)動機的額定功率為60KW,汽車的質量為5t,汽車在水平路面上行駛駛時,阻力是車重的0.1倍,g=10m/s2。
(1)汽車保持額定功率不變從靜止起動后,①汽車所能達到的最大速度是多大?②當汽車的加速度為2m/s2時速度多大?③當汽車的速度為6m/s時的加速度?
(2)若汽車從靜止開始,保持以0.5 m/s2的加速度做勻加速直線運動,這一過程能維持多長時間?

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圖7-2-6所示的是一學生騎車爬坡的情形.假如他騎車時的最大功率是1 200 W,車和學生的總質量是75 kg,斜坡傾角為20°,運動過程中受到的摩擦阻力恒為60 N,則此學生騎車上坡的最大速度是多少?假如他在水平路面上騎車,最大速度可達到多少?(取g="10" m/s2)

圖7-2-6

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖7-2-5所示,利用動滑輪來吊起質量為20 kg的物體,已知拉力F="120" N,滑輪與繩的質量以及摩擦均不計,則當物體由靜止開始升高1 m時,拉力的功率為( 。

圖7-2-5
A.200 WB.400 WC.480 WD.280 W

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

設飛機在飛行中所受空氣阻力與它的速度的平方成正比,當飛機以速度v水平勻速飛行時,發(fā)動機的功率為P.若飛機以速度3v水平飛行時,發(fā)動機的功率為(    )
A.3PB.9PC.18PD.27P

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題


小紅在旅游時乘登山纜車勻速上山.從地圖上查到,纜車的起點和終點的海拔高度分別為240m和840m,兩地的水平距離為1200m.小紅所乘纜車運載15個人上山的同時,有另一只同樣的纜車與它共同用同一個滑輪組,運載8個人下山(每個人的質量大約是60kg),纜車的質量為600kg.測得纜車從山下到山上所用的時間為7min.管理人員說,在當時那種情況下,鋼纜對兩纜車做功的總功率只等于電動機實際輸出功率的30%.請你估算:
(1)鋼纜對小紅所乘纜車做功的功率;
(2)電動機的實際輸出功率.(g=10m/s2)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,滑水運動員在快艇的水平牽引下,腳踏滑板在水面上勻速滑行,設滑板是光滑的,滑板的滑水面積為S,滑板與水平方向夾角為θ(滑板前端抬起的角度),水的密度為ρ,理論研究表明:水對滑板的作用力為F=ρSv2sin2θ,式中v是快艇的牽引速度,已知人和滑板的總質量為m,則快艇的水平牽引速度為______,在上述條件下,快艇對運動員的牽引功率為______.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一輛小車在水平路面上做勻速直線運動,從某時刻起,小車所受到的牽引力F和阻力f隨時間變化的規(guī)律,如圖所示,則作用在小車上的牽引力F的功率隨時間變化的規(guī)律應是圖中的(      )

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