题目内容
【题目】如图所示质量m=2.0×104 kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,两桥面的圆弧 半径均为20 m.如果桥面承受的压力不得超过3.0×105 N,则:
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(1)汽车允许的最大速率是多少?
(2)若以所求速度行驶,汽车对桥面的最小压力是多少?(
)
【答案】(1)10m/s (2) ![]()
【解析】试题分析:汽车在最低点,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,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: ![]()
代入数据解得速度为: ![]()
(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: ![]()
代入数据解得压力为: ![]()
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