質(zhì)量為m的汽車以v0的速度安全駛過半徑為R的凸形橋的橋頂,這時汽車對橋頂?shù)膲毫κ莀_______,汽車此時所需的向心力是汽車所受支持力和________的合力,汽車能安全通過橋頂?shù)淖畲笮旭偹俣炔荒艹^________ (重力加速度為g).
mg-m
重力
分析:以汽車為研究對象,汽車經(jīng)過凸形橋的橋頂時,重力和橋面的支持力的合力提供向心力,由牛頓第二定律求出支持力,再根據(jù)牛頓第三定律求出汽車對橋頂?shù)膲毫Γ?dāng)支持力恰好為零時,由重力提供向心力,此時速度是汽車能安全通過橋頂?shù)淖畲笮旭偹俣龋?br />解答:以汽車為研究對象,設(shè)橋面的支持力為F,汽車此時所需的向心力是汽車所受支持力和重力的合力.
則牛頓第二定律得
mg-F=m
得到F=mg-m
根據(jù)牛頓第三定律得;汽車對橋頂?shù)膲毫Υ笮镕′=mg-m
,方向豎直向下.
設(shè)汽車能安全通過橋頂?shù)淖畲笮旭偹俣葹関
m,則
mg=m
v
m=
故本題答案為:mg-m
;重力;
點評:本題涉及臨界狀態(tài)問題,當(dāng)汽車經(jīng)過凸形橋的橋頂恰好由重力提供向心力時,v=
,此時,汽車不再沿橋面運動,而做平拋運動.