如图所示一辆质量为500kg的汽车静止在一座半径为40m的圆弧形拱桥顶部.(取g=10m/s2)

如图所示一辆质量为500kg的汽车静止在一座半径为40m的圆弧形拱桥顶部.(取g=10m/s2
(1)此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大?
(2)如果汽车以6m/s的速度经过拱桥的顶部,则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大?
(3)汽车以多大速度通过拱桥的顶部时,汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零?
uu在线 1年前 已收到1个回答 举报

hhshyw 幼苗

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解题思路:(1)汽车在桥顶受重力和支持力两个力的作用,根据二力平衡求出支持力的大小,从而得出汽车对桥顶的压力大小.
(2)根据向心加速度的公式求出向心加速度的大小,根据牛顿第二定律求出支持力的大小,从而得出汽车对拱桥的压力.
(3)当汽车对桥顶压力为零时,靠重力提供向心力,根据牛顿第二定律求出汽车的速度.

(1)汽车受重力和支持力两个力作用,如图所示.
则有:N=mg=5000N,
所以汽车对拱桥的压力为:FN=N=5000N.
(2)汽车的向心加速度为:a=
v2
R=
36
40=0.9m/s2,
根据牛顿第二定律得:mg-N=ma,
解得:N=mg-ma=500×(10-0.9)N=4550N.
则汽车对圆弧形拱桥的压力为4550N.
(3)汽车只受重力,根据mg=m
v′2
R得,汽车的速度为:v′=
gR=
40×10=20m/s.
答:(1)如图所示,汽车对圆弧形拱桥的压力是5000N.
(2)汽车的向心加速度是0.72m/s2;汽车对圆弧形拱桥的压力是4640N.
(3)汽车的速度为20m/s.

点评:
本题考点: 向心力.

考点点评: 解决本题的关键知道汽车做圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求解,基础题.

1年前

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