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.

解析: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,FFA、FFB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: 題型:

一雜技運動員騎摩托車沿一豎直圓形軌道做特技表演,若車運動的速率恒為20m/s,人與車的總質量為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B時發(fā)動機功率為12kw.
求:(1)車通過最低點B時對軌道的壓力?
(2)求車通過最高點A時發(fā)動機的功率?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,一雜技運動員騎摩托車沿著一豎直圓軌道做特技表演,若摩托車運動的速率恒為v=20m/s,人和車的總質量為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A時發(fā)動機的功率為零,(摩托車車身的長不計,g=10m/s2)求:
(1)豎直圓軌道的半徑.
(2)摩托車通過最低點B時發(fā)動機的功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:

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.

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科目:高中物理 來源: 題型:

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

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