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拱桥
如图所示,质量m=2.0×10
4
kg的汽车以不变的速度先后驶过凹形桥面和凸形桥面,两桥面的圆弧半径均为20m。由于轮胎太旧,如果受到超过3×10
5
N的压力时就会出现爆胎,则:
(1)汽车在行驶过程中,在哪个位置最可能出现爆胎?
(2)为了使汽车安全过桥,汽车允许的最大速度是多少?
(3)若以(2)中所求得速度行驶,汽车对桥面的最小压力是多少?
题型:
计算题
难度:
中档
1238
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解答
解:(1)B点
(2)汽车在凹形桥底部时,由牛顿第二定律得:F
N
-mg=mv
2
/r
代入数据解得v=10m/s
(3)汽车在经过拱形桥顶部时,对桥的压力最小
由牛顿第二定律得:mg-F
N
'=mv
2
/r
解得F
N
'=10
5
N
由牛顿第三定律知最小压力为10
5
N
这道题主要考察
“拱桥”
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举一反三
有一辆质量为800 kg的小汽车驶上圆弧半径为50 m的拱桥(地球半径R=6400 km,g=10 m/s2)。求:
(1)汽车到达桥顶时速度为5 m/s,汽车对桥的压力是多大;
(2)汽车以多大速度经过桥顶时恰好对桥没有压力而腾空;
(3)如果拱桥的半径增大到与地球半径R一样,汽车要在桥面上腾空,速度要多大。
题型:
计算题
难度:
中档
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如图所示,汽车车厢顶部悬挂一个轻质弹簧,弹簧下端拴一个质量为m的小球,当汽车以某一速率在水平地面上匀速行驶时弹簧长度为L
1
;当汽车以同一速度匀速率通过一个桥面为圆弧形凸形桥的最高点时,弹簧长度为L
2
,下列答案中正确的是
[ ]
A.L
1
=L
2
B.L
1
>L
2
C.L
1
<L
2
D.前三种情况均有可能
题型:
不定项选择
难度:
中档
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半
径为
R
的光滑半圆球固定在水平面上,顶部有一小物体
m
,如图所示,今给小物体一个水平初速度
,则物体将:
[ ]
A.沿球面滑至M
B.先沿球面滑至某点
N
再离开球面做斜下抛运动
C.按半径大于
R
的新圆弧轨道运动
D.立即离开半球面作平抛运动
题型:
不定项选择
难度:
偏易
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