题目内容

如图所示,质量m=1.0×103kg的汽车驶过半径R=50m的圆形拱桥,当它到达桥顶时,速度v=5.0m/s.g取10m/s2,求:
(1)汽车到达桥顶时向心加速度的大小;
(2)汽车到达桥顶时对桥面的压力.

【答案】分析:在最高点重力和支持力的合力提供向心力,根据向心力公式和牛顿第二定律可列式求解;
解答:解:(1)根据公式,加速度为:a=
代入数据,汽车到达桥顶时向心加速度的大小为:a=0.5 m/s2
(2)设桥面对汽车的支持力为FN.汽车沿着半径方向受力为:重力mg、支持力FN
取指向圆心方向为正方向,向心力大小为:F=mg-FN,根据牛顿第二定律,有:F=ma
由以上三式,有方程:mg-FN=m 
此时桥面对汽车的支持力:FN=mg-m
代入数据,解得:FN=9.5×103 N
根据牛顿第三定律,汽车到达桥顶时对桥面的压力为:
F'N=9.5×103N,方向:竖直向下.
答:(1)汽车到达桥顶时向心加速度的大小为0.5 m/s2
(2)汽车到达桥顶时对桥面的压力大小为9.5×103N,方向:竖直向下.
点评:本题关键找出车经过桥的最高点时的向心力来源,然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解!
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