一辆质量为2000kg的小轿车,驶过半径R=20m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10m/s2.求:

1个回答

  • 解题思路:汽车在凹形桥的最低点和凸形桥的最高点,靠竖直方向上的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出支持力的大小.当压力为零时,靠重力提供向心力,根据牛顿第二定律求出汽车的速度.

    (1)在最低点,根据牛顿第二定律得,N−mg=m

    v2

    R,

    解得N=mg+m

    v2

    R=20000+2000×

    400

    20N=60000N.

    (2)在最高点,根据牛顿第二定律得,mg−N=m

    v2

    R,

    N=mg−m

    v2

    R=20000−2000×

    100

    20N=10000N.

    (3)当汽车对桥面压力为零,mg=m

    v2

    R

    解得v=

    gR=

    10×20=14.1m/s.

    答:(1)桥面对车的支持力大小是60000N

    (2)桥面对车的支持力大小是10000N

    (3)汽车以14.1m/s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: 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.