题目内容

8.如图所示,半径R=40m的圆形拱桥,一辆质量为m=800kg的小汽车从水平面驶上桥顶,不计空气阻力,g取10m/s2
(1)小汽车到达桥顶的速度为V0=10m/s,小汽车对桥顶的压力是多大?
(2)小汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥顶没有压力?

分析 (1)小球在最高点,靠重力和支持力的合力提供向心力,结合牛顿第二定律求出支持力的大小,从而得出小汽车对桥顶的压力大小.
(2)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速度的大小.

解答 解:(1)当小车到达拱桥桥顶时,对小车进行受力分析如图所示
由F=F得,
F=mg-FN=$m\frac{{{v}_{0}}^{2}}{R}$
代入数据可解得N=6000N
由牛顿第三定律得N=FN=6000N
(2)设小车以速度V经过拱桥桥顶时恰好
对桥顶没有压力,同理得
F=mg=$m\frac{v^2}{R}$
代入数据解得v=20m/s
答:(1)小汽车对桥顶的压力是6000N.
(2)小汽车以20m/s的速度经过桥顶时恰好对桥顶没有压力.

点评 解决本题的关键知道在桥顶向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求解,基础题.

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