如图所示,一辆质量为4t的汽车匀速经过一半径为50m的凸形桥.(g=10m/s2)(1)汽车若能安全驶过此桥,它的速度范围为多少?(2)若汽车经最高点时对桥的压力等于它重力的一半,求此时汽车的速度多大?

问题描述:

如图所示,一辆质量为4t的汽车匀速经过一半径为50m的凸形桥.(g=10m/s2)

(1)汽车若能安全驶过此桥,它的速度范围为多少?
(2)若汽车经最高点时对桥的压力等于它重力的一半,求此时汽车的速度多大?

(1)汽车经最高点时对桥的压力为零时,求出速度最大,此时重力提供向心力,则有:
mg=m

v2
R

解得:v=
gR
=
10×50
=10
5
m/s

所以汽车能安全驶过此桥的速度范围为v′≤10
5
m/s

(2)汽车经最高点时对桥的压力等于它重力的一半时,根据合外力提供向心力
mg-
1
2
mg=m
v″2
R

解得:v″=
1
2
gR
=
1
2
×10×50
=5
10
m/s
答:(1)汽车能安全驶过此桥的速度范围为v′≤10
5
m/s

(2)若汽车经最高点时对桥的压力等于它重力的一半,此时汽车的速度为5
10
m/s.
答案解析:(1)当小车对桥无压力时,汽车速度最大,此时只受重力,重力恰好提供向心力.
(2)在最高点,根据合外力提供向心力列式即可求解.
考试点:向心力.
知识点:本题关键对物体进行运动情况分析和受力情况分析,然后根据向心力公式列式求解!