Question

4．為研究汽車通過橋梁時對凸形、水平、凹形橋面的壓力變化，某同學(xué)用圖1的裝置進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，將傳感器的輸出信號接到電腦，從左側(cè)斜面的同一高度釋放小球，讓小球分別通過甲、乙、丙三種橋面后，橋面下方的力傳感器，能夠?qū)�壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號傳入數(shù)據(jù)采集器并在電腦屏幕上顯示出來，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示出三條圖線（如圖2）．對于凸形橋甲，其相對應(yīng)的壓力圖線應(yīng)是圖2中的c；對于水平橋面，其相對應(yīng)的壓力圖線應(yīng)是圖2中的b．（選填：a、b或c）

Answer 1

分析 根據(jù)牛頓第二定律得出凸形橋頂點(diǎn)、凹形橋最低點(diǎn)的支持力表達(dá)式，通過與水平橋支持力比較確定正確的圖線．

解答 解：在凸形橋的頂點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得，$mg-{N}_{1}=m\frac{{v}^{2}}{R}$，解得${N}_{1}=mg-m\frac{{v}^{2}}{R}＜mg$，
在凹形橋的最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得，${N}_{2}-mg=m\frac{{v}^{2}}{R}$，解得${N}_{2}=mg+m\frac{{v}^{2}}{R}＞mg$，
在水平橋面，支持力N₃=mg，
壓力等于支持力，由圖2可知，水平橋面對應(yīng)的壓力圖線為b，凸形橋面對應(yīng)的壓力圖線為c，凹形橋面對應(yīng)的壓力圖線為a．
故答案為：c；b

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道最高點(diǎn)和最低點(diǎn)向心力的來源，通過牛頓第二定律得出壓力和重力大小關(guān)系是關(guān)鍵．