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16.在用高级沥青铺设的高速公路上,汽车的设计时速是30m/s.汽车在这种路面上行驶时,设计了圆弧拱桥做立交桥,要使汽车能够以设计时速安全通过拱桥,这个圆弧拱桥的半径至少是多少?(g取10m/s2

分析 当拱形桥的半径最小时,支持力为零,靠重力提供向心力,结合牛顿第二定律求出半径的最小值.

解答 解:汽车过拱桥,看作在竖直平面内做匀速圆周运动,要使汽车能够安全通过拱桥,当半径最小时,支持力为零,
根据牛顿第二定律得,mg=$m\frac{{v}^{2}}{R}$,
解得最小半径R=$\frac{{v}^{2}}{g}=\frac{900}{10}m=90m$.
答:这个圆弧拱桥的半径至少是90m.

点评 解决本题的关键知道拱形桥顶点向心力的来源,抓住临界状态,结合牛顿第二定律进行求解,基础题.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

6.一根轻杆长为L,一端连接一个小球,另一端与光滑的转动轴连接,在竖直平面内做圆周运动,下列说法正确的是(  )
A.小球能做完整的圆周运动,过最高点的最小速度为$\sqrt{gL}$
B.小球在最低点时,杆对小球的作用力最大且方向竖直向上
C.小球在最高点时,若杆对小球的作用力方向竖直向下,则小球的速度大于$\sqrt{gL}$
D.小球在运动过程中所受合外力的方向均指向圆心

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

7.质量为m的汽车,启动后沿平直路面行驶,如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定,汽车能够达到最大速度值为v,那么当汽车的加速度为$\frac{3P}{mv}$时,汽车的速度的大小为(  )
A.$\frac{v}{2}$B.$\frac{v}{3}$C.$\frac{v}{4}$D.$\frac{v}{5}$

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

4.下列说法中正确的是(  )
A.只要物体受力的同时又有位移发生,则一定有力对物体做功
B.汽车上坡的时候,司机必须换挡,其目的是减小速度,得到较大的牵引力
C.机器做功越多,其功率越大
D.一对作用力和反作用力在相同时间内做的功一定大小相等,正负相反

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

11.物体做圆周运动,关于物体所受合外力和向心力,下列说法正确的是(  )
A.合外力就是向心力
B.向心力一定是合外力的一个分力
C.若是匀速圆周运动,向心力就是合外力的一个分力
D.若是匀速圆周运动,合外力就是向心力

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

1.如图所示,a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星,下列说法一定正确的是(  )
A.卫星a的运动周期大于 b、c的运动周期
B.b、c受到地球的万有引力相等
C.卫星b加速将会撞上卫星c
D.给卫星c实施短暂的点火加速,稳定后其线速度比卫星b的小

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

8.关于质量为 M 和质量为 m 的两个物体间的万有引力表达式F=G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$,下列说法正确的是(  )
A.公式中的 G 是万有引力常量,它是人为规定的
B.当两物体间的距离 r 趋于零时,万有引力趋于无穷大
C.两个物体所受的万有引力大小总是相等
D.两个物体间的万有引力总是大小相等,方向相反,是一对平衡力

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

5.如图所示,质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于O点,自由静止在A位置.现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止,细线与竖直方向夹角θ=60°,此时细线的拉力为F1,然后放手让小球从静止返回,则(  )
A.细绳的拉力不断变大
B.从A到B,拉力F做功为F1L
C.从B到A的过程中,小球受到的合外力大小不变
D.从B到A的过程中,小球重力的瞬时功率一直增大

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

6.两颗人造地球卫星质量之比是1:2,轨道半径之比是3:1,则下述说法中正确的是(  )
A.它们的线速度之比处1:$\sqrt{3}$B.它们的周期之比是$\sqrt{3}$:1
C.它们的向心加速度之比是1:9D.它们的向心力之比是2:9

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