质量相等的两汽车以相同的速度v分别通过半径为R的凸形桥顶P与凹形桥底P′时,两辆车的向心力之比为 ___ ;两桥面所受的压力之比为FP:FP′= ___ .

问题描述:

质量相等的两汽车以相同的速度v分别通过半径为R的凸形桥顶P与凹形桥底P′时,两辆车的向心力之比为 ___ ;两桥面所受的压力之比为FP:FP′= ___ .

向心力Fn=m

v2
R
,因为汽车质量、速度和半径都相同,所以向心力相等,
汽车过凸形路面的最高点时,设速度为V,半径为R,由牛顿第二定律得:mg-FP=m
v2
R

FP=mg-m
v2
R

汽车过凹形路面的最高低时,设速度为V,半径为R,由牛顿第二定律得:FP′-mg=m
v2
R

FP′=mg+m
v2
R

所以凸形路面P与凹形路面P′时两路面所受的压力之比为
gR-v2
gR+v2

故答案为:1:1;.
gR-v2
gR+v2

答案解析:汽车过凸形路面的最高点和通过凹形路面最低处时,重力与支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律列出表达式来分析判断压力与重力的关系.
考试点:向心力;牛顿第二定律.
知识点:分析物体做圆周运动时,关键是分析清楚物体受到的所有的力,求出指向圆心方向的向心力,然后用向心力公式求解.