一汽车通过拱形桥顶点时的速度为10m/s,车对桥顶的压力为车重的34,如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力,车速至少为多大?

问题描述:

一汽车通过拱形桥顶点时的速度为10m/s,车对桥顶的压力为车重的

3
4
,如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力,车速至少为多大?

车对桥顶的压力为

3
4
G,则桥顶对车的支持力为
3
4
G;
由向心力公式可得:
mg-
3
4
mg=m
v2
r

解得:r=40m;
当汽车对桥面没有压力时,重力提供向心力,即为:mg=m
v
2
0
r

解得:v0=
gr
=20m/s;
答:汽车在桥顶对桥面没有压力时,车速至少为20m/s.
答案解析:汽车在拱形桥的顶点处,由重力和支持力充当向心力; 由向心力公式可求得桥的半径; 再由向心力公式可求得对桥没有压力时的车速.
考试点:向心力;牛顿第二定律.

知识点:汽车过拱形桥时重力与支持力的合力充当向心力; 若速度大于
gr
,汽车将不再受支持力从而失去控制.