精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
精英家教网如图所示,一杂技运动员骑摩托车沿着一竖直圆轨道做特技表演,若摩托车运动的速率恒为v=20m/s,人和车的总质量为m=200m/s,摩托车受到的阻力是摩托车对轨道压力的k倍,且k=0.1.摩托车通过最高点A时发动机的功率为零,(摩托车车身的长不计,g=10m/s2)求:
(1)竖直圆轨道的半径.
(2)摩托车通过最低点B时发动机的功率.
分析:(1)摩托车通过最高点A时发动机的功率为零,牵引力为零,阻力和轨道对摩托车的弹力均为零.由重力作为向心力,由向心力的公式可以求得竖直圆轨道的半径.
(2)由向心力的公式可以求得车通过最低点B时轨道对摩托车的支持力,可求出阻力和牵引力,再由瞬时功率的公式可以求得通过最低点B时发动机的功率.
解答:解:(1)由于车在A点时的功率为0,故车在A点受到的牵引力、阻力和轨道对摩托车的弹力均为0.由牛顿运动定律得:mg=
mv2
R

代入数据解得:R=
v2
g
=
202
10
m=40m
(2)设摩托车在最低点B点时,轨道对它的弹力为NB,由牛顿运动定律得:
 NB-mg=
mv2
R
    
 解得:NB=
mv2
R
+mg=
200×202
40
+200×10=4000N
摩托车在B点时受到的阻力为:f=kN=0.1×4000N=400N
则发动机的牵引力为:F=f=400N
故摩托车在B点时的功率为:P=Fv=400×20W=8000W
答:
(1)竖直圆轨道的半径为40m.
(2)摩托车通过最低点B时发动机的功率为8000W.
点评:求发动机的功率时要注意用瞬时功率的公式,车在最高点和最低点时对车受力分析,应用圆周运动的公式即可求得对轨道的压力,由功率公式可求得发动机的功率.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一根跨越光滑定滑轮的轻绳,两端各有一杂技演员(可视为质点),a站于地面,b从图示的位置由静止开始向下摆动,运动过程中绳始终处于伸直状态,当演员b摆至最低点时,a刚好对地面无压力,则演员a质量与演员b质量之比为(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(选修3-5)
(1)下列说法正确的是:
A、光电效应实验揭示了光的粒子性
B、某原子核经过一次α衰变后,核内质子数减少4个
C、重核的裂变过程质量增大,轻核的聚变过程有质量亏损
D、电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的
(2)如图所示,一对杂技演员(都视为质点)荡秋千时从A点(秋千绳OA处于水平位置)由静止出发绕悬点O下摆,当摆到最低点B时,男女演员在极短的时间内互相将对方沿水平方向推出,两人向相反方向做一平抛运动,并能安全落到地面.若女演员的落地点刚好在初始位置A点的正下方,且已知男演员质量是女演员质量的2倍,秋千的质量不计.秋千的绳长为R,O点距地面高度为5R,不计空气阻力.求男演员落地点C与O点的水平距离.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道做特技表演,若摩托车运动的速率恒为v=20m/s,人和车的总质量为m=200kg,摩托车受到的阻力是摩托车对轨道压力的k倍,且k=0.1。摩托车通过最高点A时发动机的功率为零,(摩托车车身的长不计,取g=10 m/s2) 试求:
⑴.竖直圆轨道的半径。⑵.摩托车通过最低点B时发动机的功率。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一杂技运动员骑摩托车(可视为质点)沿一竖直平面内的圆轨道做特技表演,若摩托车运动的速率恒为20 m/s,人和车的总质量为200 kg,摩托车受到的阻力是摩托车对轨道压力的0.1倍,当摩托车通过圆轨道的最高点A时,摩托车对轨道的压力恰好为零。取g=10 m/s2,求:

(1)竖直圆轨道的半径。

(2)摩托车通过最低点B时发动机的功率。

查看答案和解析>>

同步练习册答案