Question

16．汽車(chē)在行駛過(guò)程中對(duì)地面的壓力過(guò)小是不安全的．有一輛質(zhì)量為1600kg的小汽車(chē)駛上圓弧半徑為50m的拱橋，g取10m/s²，則（　�。�

• A． 若汽車(chē)以5 m/s的速度通過(guò)橋頂，對(duì)橋頂?shù)膲毫��?00 N
• B． 若汽車(chē)以20 m/s的速度通過(guò)橋頂，恰好對(duì)橋頂沒(méi)有壓力
• C． 若汽車(chē)過(guò)橋的速度一定，拱橋半徑越小，汽車(chē)越安全
• D． 若汽車(chē)過(guò)橋的速度一定，拱橋半徑越大，汽車(chē)越安全

Answer 1

分析 在最高點(diǎn)重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)向心力公式和牛頓第二定律可列式求解壓力大�。�
汽車(chē)對(duì)橋恰好無(wú)壓力，重力完全提供向心力，根據(jù)向心力公式和牛頓第二定律可列式求解．
汽車(chē)過(guò)拱橋時(shí)，壓力越大超安全，從而根據(jù)向心力公式分析半徑大小與壓力大小間的關(guān)系．

解答 解：A、如圖所示，汽車(chē)到達(dá)橋頂時(shí)，豎直方向受到重力G和橋?qū)λ�的支持力N的作用．
汽車(chē)對(duì)橋頂?shù)膲毫Υ笮〉扔跇蝽攲?duì)汽車(chē)的支持力N，汽車(chē)過(guò)橋時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)，重力和支持力的合力提供向心力，即F=G-N；
根據(jù)向心力公式：F=$\frac{m{v}^{2}}{R}$，有N=G-F=mg-m$\frac{m{v}^{2}}{R}$=16000-1600×$\frac{{5}^{2}}{50}$=15200N．故A錯(cuò)誤；
B、汽車(chē)經(jīng)過(guò)橋頂恰好對(duì)橋沒(méi)有壓力，則N=0，即汽車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力完全由其自身重力來(lái)提供，所以有：
F=G=$\frac{m{v}^{2}}{R}$，得v=$\sqrt{gR}$=$\sqrt{10×50}$=10$\sqrt{5}$m/s．故汽車(chē)以10$\sqrt{5}$m/s速度經(jīng)過(guò)橋頂時(shí)便恰好對(duì)橋沒(méi)有壓力．故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)N=G-F=mg-m$\frac{m{v}^{2}}{R}$知R越大，壓力N越大，故拱橋圓弧的半徑大些比較安全；故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵找出車(chē)經(jīng)過(guò)橋的最高點(diǎn)時(shí)的向心力來(lái)源，然后根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式列式求解，從而分析如何才能更安全．