题目内容
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。
解:(1)由于车在A点时的功率为0,故车在A点时受到的牵引力、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------故, R=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 所以,NB=4000N ----- 又,摩托车在B点时受到的阻力为:f=kN=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=8000W------
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