一汽車重4 t，途經(jīng)一圓弧形拱橋，圓弧半徑為20 m.若橋最高處能承受的最大壓力為2.94×104 N，則汽車速度多大時才能安全開過橋頂？
（g取9.8N/kg）提示:汽車過橋時不能壓壞橋面也不能離開橋面.
7m/s＜=" v" ＜ 14 m/s
本題考查圓周運動規(guī)律的應(yīng)用，汽車途經(jīng)一圓弧形拱橋做部分圓周運動，向心力由重力與支持力的合力提供，最高點橋能承受的壓力等于零時，向心力最大，速度最大；最高點橋承受的壓力最大時，向心力最小，速度最小.按此思路結(jié)合牛頓第二定律以及圓周運動知識分析求解即可.
汽車以速度v開過圓弧形拱橋頂，受重力mg和橋的支持力FN，其合力提供向心力Mg-FN=m分 ，當(dāng)橋最高處承受最大壓力為FN′=2.94×104 N時，橋?qū)ζ嚨淖畲笾С至N=FN′=2.94×104 N（依據(jù)牛頓第三定律），將FN代入上式，可求得汽車安全過橋的最小速度為
v1= m/s="7" m/s
當(dāng)FN=0（橋面不受力）時，有mg=m，求得汽車安全過橋的最大速度為v2= m/s="14" m/s（當(dāng)v＞時，汽車將飛離橋頂，那是不安全的）.故當(dāng)7 m/s≤v≤14 m/s時，汽車可安全開過橋頂.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖（a）所示，A、B為釘在光滑水平面上的兩根鐵釘，小球C用細繩拴在鐵釘B上（細繩能承受足夠大的拉力），A、B、C在同一直線上。t=0時，給小球一個垂直于繩的速度，使小球繞著兩根鐵釘在水平面上做圓周運動。在0≤t≤10s時間內(nèi)，細繩的拉力隨時間變化的規(guī)律如圖（b）所示，則下列說法中正確的有 （     ）

A.兩釘子間的距離為繩長的1/6
B.t=10.5s時細繩拉力的大小為6N
C.t=14s時細繩拉力的大小為10N
D.細繩第三次碰釘子到第四次碰釘子的時間間隔為3s

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在水平勻速轉(zhuǎn)動的圓盤圓心正上方一定高度處，若向同一方向以相同速度每秒拋出N個小球，不計空氣阻力，發(fā)現(xiàn)小球僅在盤邊緣共有6個均勻?qū)ΨQ分布的落點，則圓盤轉(zhuǎn)動的角速度可能是（   ）
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在光滑的水平桌面上一根細繩拉著一個小球在作勻速圓周運動，下列描述該小球運動的物理量中不變的是         (    )
A．速度B．動能C．加速度D．向心力

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，小球由細線AB、AC拉住靜止，AB保持水平，AC與豎直方向成α角，此時AC對球的拉力為T1。現(xiàn)將AB線燒斷，小球開始擺動，當(dāng)小球返回原處時，AC對小球拉力為T2，則T1與T2之比為

A．1∶1                B．1∶cos2α   
C．cos2α∶1           D．sin2α∶cos2α

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示為一皮帶傳動裝置，在傳動過程中皮帶不打滑，rB＝2rC＝2rA.，則輪上A、B、C三點的線速度、角速度的關(guān)系正確的是： （    ）

A.  A、B、C三點的線速度之比 2:2:1           
B.  A、B、C三點的線速度之比 1:1:2
C.  A、B、C三點的角速度之比 1:2:2            
D.  A、B、C三點的角速度之比 2:1:1

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示,兩個內(nèi)壁光滑、半徑不同的半圓軌道固定于地面,一個小球先后在與球心在同一水平高度的A、B兩點由靜止開始下滑,通過軌道最低點時

A.A球?qū)壍赖膲毫π∮贐球?qū)壍赖膲毫?br />B.A球?qū)壍赖膲毫Φ扔贐球?qū)壍赖膲毫?br />C.A球的角速度小于B球的角速度
D.A球的向心加速度小于B球的向心加速度

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

下列關(guān)于勻速圓周運動的說法中正確的是
A．做勻速圓周運動的物體處于平衡狀態(tài)
B．做勻速圓周運動的物體的向心力是不變的
C．做勻速圓周運動的物體的向心力是該物體所受外力的合力
D．做勻速圓周運動的物體的向心力是按性質(zhì)命名的

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(14分)如圖13所示，ABCD為豎直放在場強為E＝104 V/m的水平勻強電場中的絕緣光滑軌道，其中軌道的部分是半徑為R的半圓形軌道，軌道的水平部分與其半圓相切，A為水平軌道上的一點，而且AB＝R＝0.2 m，把一質(zhì)量m＝0.1 kg、帶電荷量q＝＋1×10－4 C的小球放在水平軌道的A點由靜止開始釋放，小球在軌道的內(nèi)側(cè)運動．(g取10 m/s2)求：            

(1)小球到達C點時的速度是多大？
(2)小球到達C點時對軌道壓力是多大？
(3)若讓小球安全通過D點，開始釋放點離B點至少多遠？

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同步練習(xí)冊答案