解题思路:汽车在最低点,靠支持力和重力的合力提供向心力,合力向上,支持力大于重力,在最高点,靠重力和支持力的合力提供向心力,合力向下,支持力小于重力,结合牛顿第二定律求出汽车允许的最大速率,以及在路面上行驶时的最小压力.
(1)汽车在最低点受到的支持力最大,此时速度最大,根据牛顿定律得:
N−mg=m
v2
R
代入数据:3×105−2×105=2×104×
v2
60
解得:v=10
3m/s.
(2)当汽车运动到最高点时,支持力最小,根据牛顿第二定律得:
mg−N′=m
v2
R
代入数据:2×105−N′=2×104×
300
60,
解得:N′=1.0×105N.
根据牛顿第三定律得,最小压力为:N″=N′=1.0×105N.
答:(1)汽车允许的最大速率是10
3m/s;
(2)若以所求速度行驶,汽车对桥面的最小压力是1.0×105N.
点评:
本题考点: 向心力.
考点点评: 解决本题的关键知道向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求解.