如圖一輛質(zhì)量為1000kg的汽車靜止在一座半徑為40m的圓弧形拱橋頂部.(取g=10m/s2
(1)此時汽車對圓弧形拱橋的支持力是多大?
(2)如果汽車以6m/s的速度經(jīng)過拱橋的頂部,則汽車對圓弧形拱橋的壓力是多大?
(3)汽車以多大速度通過拱橋的頂部時,汽車對圓弧形拱橋的壓力恰好為零?
(1)汽車靜止,受力平衡,有:F=mg=1000×10=1×104N
(2)汽車受到的重力和支持力的合力提供向心力,由牛頓第二定律,有:mg-FN=
mv2
r

得:FN=mg-m
v2
r
=10000-1000×
36
40
=9100N,
由牛頓第三定律可知,汽車對拱橋的壓力
F′N
=FN=9.1×103N

(3)要汽車對拱橋的壓力恰好為零,則有:mg=
mv12
r

v1=
gr
=
10×40
=20m/s.
答:(1)此時汽車對圓弧形拱橋的支持力是1×104N;
(2)汽車對圓弧形拱橋的壓力是為9.1×103N;
(3)汽車以20m/s的速度通過拱橋的頂部時,汽車對圓弧形拱橋的壓力恰好為零.
練習冊系列答案
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gL
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