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有一辆质量为1.2t的小汽车驶上半径为50m的圆弧形拱桥.问: (1)汽车到达桥...

有一辆质量为1.2t的小汽车驶上半径为50m的圆弧形拱桥.问:
(1)汽车到达桥顶的速度为10m/s时对桥的压力是多大?
(2)汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空?
(3)设想拱桥的半径增大到与地球半径一样,那么汽车要在这样的桥面上腾空,速度要多大?(重力加速度g取10m/s2,地球半径R取6.4×103km)

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(1)汽车受重力和向上的支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式即可求解出支持力,压力与支持力是作用力与反作用力,大小相等; (2)重力恰好完全提供向心力,根据牛顿第二定律列式即可求解速度; (3)依然是重力恰好完全提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解. 【解析】 汽车对桥顶的压力大小等于桥顶对汽车的支持力N,汽车过桥时做圆周运动,重力和支持力的合力提供向心力,即F=G-N; 根据向心力公式:F= 有N=G-F=mg-=7600N (2)汽车经过桥顶恰好对桥没有压力,则N=0,即汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来提供,所以有: F=G= 解得;v=m/s (3)压力正好为零,则F=G= 解得:v==8×103m/s 答:(1)汽车到达桥顶的速度为10m/s时对桥的压力是7600N; (2)汽车以m/s的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空? (3)设想拱桥的半径增大到与地球半径一样,那么汽车要在这样的桥面上腾空,速度为8×103m/s
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考点分析:
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如图甲所示是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图,其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m,放置在未画出的圆盘上.圆周轨道的半径为r,力电传感器测定的是向心力,光电传感器测定的是圆柱体的线速度,以下是所得数据和图乙所示的F-v2,F-v,F-v3三个图象:(计算时保留两位有效数字)
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v/m•s-111.522.53
F/N0.8823.55.57.9
(1)数据表和图乙的三个图象,是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时,并保持圆柱体质量不变,半径r=0.1m的条件下得到的.研究图象后,可得出向心力F和圆柱体速度v的关系是   
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B.按图安装好器材,注意调节斜槽末端水平,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线.
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(1)上述实验步骤的合理顺序是   
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C.三个小球通过的位移大小之比为1:manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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