解题思路:(1)汽车在桥顶,靠重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出汽车对拱桥的压力为车重的一半时的速率.
(2)当汽车对拱桥的压力为零时,靠重力提供向心力,根据牛顿第二定律求出汽车的速率.
(1)根据牛顿第二定律得:mg−N=m
v2
r,
因为N=[1/2mg,
解得:v=
1
2gr=
1
2×10×10=5
2m/s;
(2)当压力为零时,重力提供向心力,有:mg=m
v02
r]
解得:v0=
gr=
10×10=10m/s.
答:(1)汽车对拱桥的压力为车重的一半时的速率为5
2m/s;
(2)汽车对拱桥的压力为零时的速率为10m/s.
点评:
本题考点: 向心力;牛顿第二定律.
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.