质量为M=1000kg的汽车通过圆形拱桥时的速率恒定,拱桥的半径为R=10m,试求:

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  • 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.