一质量为m=2×103kg的小轿车,驶过半径R=20m的一段圆弧形桥面,重力加速度取g=10m/s2.求:

一质量为m=2×103kg的小轿车,驶过半径R=20m的一段圆弧形桥面,重力加速度取g=10m/s2.求:
(1)若桥面是凹形桥,汽车以10m/s的速度通过桥的最低点时,对桥面压力多大?
(2)若桥面是凸形桥,汽车以10m/s的速度通过桥的最高点时,对桥面压力多大?
(3)汽车以多大速度通过凸形桥顶点时,对桥面刚好无压力?
杞人lir 1年前 已收到1个回答 举报

rosso 幼苗

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解题思路:汽车受重力和向上的支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式即可求解出支持力,压力与支持力是作用力与反作用力,大小相等;当对桥面刚好没有压力时,只受重力,重力提供向心力,根据牛顿第二定律列式即可求解.

(1)过凹形桥时,根据牛顿第二定律得:
N-G=m
v2
R
得:N=G+m
v2
R=(2×103×10+2×103×[100/20])N=3×104N.
根椐牛顿第三定律,车对桥的压力大小为:N′=3×104N.
(2)过凸形桥:G-N1=m
v2
R得:
N1=G-m
v2
R=(2×103×10+2×103×[100/20])N=1×104N.
由牛顿第三定律,车对桥顶的压力大小为1×104N.
(3)当对桥面刚好没有压力时,只受重力,重力提供向心力,根据牛顿第二定律得:mg=m
v02
R
解得:v=
gR=
10×20=10
2m/s
答:(1)对桥面压力是3×104N;
(2)对桥面压力是1×104N;
(3)汽车以10
2的速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力.

点评:
本题考点: 向心力.

考点点评: 汽车过拱桥关键在于找到向心力来源,然后根据合力等于向心力列式求解.

1年前

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