城市中为了解决交通问题,修建了许多立交桥,如图所示,桥面为圆弧形的立交桥AB,横跨在水平路面上,长为L=200m,桥高h=20m.可以认为桥的两端A、B与水平路面的连

发布时间:2020-08-06 02:39:21

城市中为了解决交通问题,修建了许多立交桥,如图所示,桥面为圆弧形的立交桥AB,横跨在水平路面上,长为L=200m,桥高h=20m.可以认为桥的两端A、B与水平路面的连接处的平滑的.一辆汽车的质量m=1040kg的小汽车冲上圆弧形的立交桥,到达桥顶时的速度为15m/s.试计算:(g取10m/s2)
(1)小汽车在桥顶处对桥面的压力的大小.
(2)若小车在桥顶处的速度为时,小车如何运动.

网友回答

解:(1)由几何关系得:
得:桥面圆弧半径R=260m
以汽车为研究对象,由牛顿第二定律得:

得:FN=9500N
由牛顿第三定律得车对桥面的压力为:FN′=FN=9500N
(2)假设在桥顶压力为零,则有:
解得:

此时车对桥面没有压力,所以车做平抛运动.
答:
(1)小汽车在桥顶处对桥面的压力的大小为9500N.
(2)若小车在桥顶处的速度为时,小车做平抛运动.
解析分析:(1)已知桥长为L=200m,桥高h=20m,根据几何知识求出桥面圆弧的半径.以汽车为研究对象,根据牛顿第二定律求出桥面对汽车的支持力,再由牛顿第三定律得到汽车在桥顶处对桥面的压力的大小.
(2)当汽车恰好飞离桥面顶点时,由重力提供向心力,根据牛顿第二定律此时的临界速度,将与临界速度比较,分析汽车的运动情况.

点评:汽车通过圆弧形桥面时做圆周运动,由重力和支持力的合力提供汽车的向心力.常规题.
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