一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆形轨道做特技表演,若车运动的速率恒为20m/s,人与车的总质量为200kg,轮胎与轨道间的摩擦力大小总与它们间的正压力成正比,且比例系数为μ=0.1,车通过最底点B时发动机功率为12kw.
求:(1)车通过最低点B时对轨道的压力?
(2)求车通过最高点A时发动机的功率?
网友回答
解:(1)在B点,设发动机功率为PB,则?PB=μFBV,
解得车受到的支持力为 FB=6000N,
?由牛顿第三定律可知,车通过最低点B时对轨道的压力 FB=6000N.????
(2)A、B点人车整体所需向心力大小相等,即m=FB-mg=4000N??
在A点,FA+mg=m,
解得车通过最高点A时对轨道的压力 FA=m-mg=2000N,
则车通过最高点A时发动机的功率 PA=μFAv=4000w=4kw.??
答:(1)车通过最低点B时对轨道的压力是6000N.
(2)车通过最高点A时发动机的功率是4kw.
解析分析:(1)在最低点时对人受力分析,重力合力支持力的合力作为向心力,由向心力的公式可以求得车受到的支持力,再由牛顿第三定律可知车通过最低点B时对轨道的压力;
(2)由向心力的公式可以求得车通过最高点A时对轨道的压力,再由瞬时功率的公式可以求得通过最高点A时发动机的功率.
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和发动机的功率.