精英家教網(wǎng)如圖所示,一輛質(zhì)量m=2.0t的小轎車,駛過半徑R=90m的一段圓弧形橋面,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)若橋面為凸形,汽車以l0m/s的速度通過橋面最高點時,對橋面壓力是多大?
(2)汽車以多大速度通過凸形橋面頂點時,對橋面剛好沒有壓力.
分析:轎車在凹形橋和凸形橋的最低點和最高點,靠重力和支持力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出橋面對轎車的支持力,從而得出轎車對橋面的壓力.
當轎車對凸形橋的壓力為零時,靠重力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出汽車的速度.
解答:解:(1)轎車在凸形橋的最高點,靠重力和支持力的合力提供向心力,
根據(jù)牛頓第二定律有:mg-N=m
v2
R

則N=mg-m
v2
R
=20000-2000×
100
90
=17778N
根據(jù)牛頓第三定律,對橋面的壓力為17778N.
(2)當壓力為零時,有mg=m
v02
R

解得:v0=
gR
=
900
=30m/s

答:(1)若橋面為凸形,汽車以l0m/s的速度通過橋面最高點時,對橋面壓力是17778N;(2)汽車以30m/s的速度通過凸形橋面頂點時,對橋面剛好沒有壓力.
點評:解決本題的關(guān)鍵搞清向心力的來源,根據(jù)牛頓第二定律進行求解.
練習冊系列答案
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如圖所示,一輛質(zhì)量M=3kg的小車A靜止在光滑的水平面上,小車上有一質(zhì)量m=1kg的光滑小球B,將一輕質(zhì)彈簧壓縮并鎖定,此時彈簧的彈性勢能為Ep=6J,小球與小車右壁距離為L,解除鎖定,小球脫離彈簧后與小車右壁的油灰阻擋層碰撞并被粘住,求:
(1)小球脫離彈簧時小球和小車各自的速度大。
(2)在整個過程中,小車移動的距離.

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①小球脫離彈射裝置時小球和小車各自的速度大。
②在整個過程中,小車移動的距離.

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(ii)在整個過程中,小車移動的距離。

 

 

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