解题思路:(1)汽车在桥顶受重力和支持力两个力的作用,根据二力平衡求出支持力的大小,从而得出汽车对桥顶的压力大小.
(2)根据向心加速度的公式求出向心加速度的大小,根据牛顿第二定律求出支持力的大小,从而得出汽车对拱桥的压力.
(3)当汽车对桥顶压力为零时,靠重力提供向心力,根据牛顿第二定律求出汽车的速度.
(1)汽车受重力和支持力两个力作用,如图所示.
则N=mg=5000N,
所以汽车对拱桥的压力FN=N=5000N.
(2)汽车的向心加速度a=
v2
R=
36
50=0.72m/s2,
根据牛顿第二定律得,mg-N=ma,
解得N=mg-ma=500×(10-0.72)N=4640N.
则汽车对圆弧形拱桥的压力为4640N.
(3)根据mg=m
v′2
R得,汽车的速度v′=
gR=
10×50=10
5m/s.
答:(1)如图所示,汽车对圆弧形拱桥的压力是5000N.
(2)汽车的向心加速度是0.72m/s2;汽车对圆弧形拱桥的压力是4640N.
(3)汽车的速度为10
5m/s.
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,基础题.