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

2025-05-05 15:53:17
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回答1:

(1)汽车通过B点时加速度竖直向上,处于超重状态,根据牛顿第二定律得知:汽车轮胎受到的地面作用力大于汽车的重力,而汽车通过D点时加速度竖直向下,处于失重状态,汽车轮胎受到的地面作用力小于汽车的重力,故在B点时最可能出现爆胎.
(2)汽车在凹形桥底部时,由牛顿第二定律得:F N -mg=m
v 2
r

将  F N =3×10 5 N,m=2.0×10 4 kg,r=20m代入解得  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 ′=m
v 2
r
     
代入解得 F N ′=10 5
由牛顿第三定律知最小压力为10 5 N.
答:(1)汽车在行驶过程中,在B点最可能出现爆胎.
(2)为了使汽车安全过桥,汽车允许的最大速度是10m/s.
(3)若以(2)中所求得速度行驶,汽车对桥面的最小压力是0 5 N.