题目内容

如图所示,质量m2.0×104kg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20m.如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N,则:

(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?(g10m/s2)

 

答案:
解析:

解析:(1)由分析可知,当汽车通过凹桥的底部时,桥面所受的压力最大.设此时汽车受到桥面的支持力为N,由牛顿第二定律得N-mg=m所以汽车的最大速率为νm/s=10m/s.

(2)当汽车在通过凸桥的最高点时,汽车对桥的压力最小.设此时桥对车的支持力为N′,由牛顿第二定律得mg-N′=m所以桥对车的支持力最小为N′=m(g-)=2.0×104×(10-)N=1.0×105N由牛顿第三定律知,车对桥的压力最小为1.0×105N.


提示:

点拨:车在不同的位置受力情况不同,导致弹力的不同.由本题的求解,请思考:为什么大多数的桥都是拱桥,而很少有凹桥?


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