Question

有一运输西瓜的汽车，以5m/s的速率通过一个半径为R=10m的凹形桥，车经凹形桥最低点时，车中间一个质量为6kg的大西瓜受到周围西瓜对它的作用力大小为（ ）（g取10m/s²）

A．60N
B．75N
C．45N
D．0N

Answer 1

【答案】分析：巧用整体法应用牛顿第二定律结合圆周运动知识求出物体的加速度．
巧用隔离法应用牛顿第二定律求物体间的相互作用．
解答：解：汽车以5m/s的速率通过一个半径为R=10m的凹形桥，车经凹形桥最低点时，
由于汽车做圆周运动，所以汽车会受到竖直向上的向心加速度，
向心加速度a==2.5m/s²
车中间一个质量为6kg的大西瓜，它随车也在做圆周运动，在最低点，
6kg的大西瓜所受合力提供向心力，
所以得到：F_合=ma=15N．
大西瓜受重力和周围西瓜对它的作用力F，由于大西瓜所受合力提供向心力，所以合力方向为竖直向上．
即周围西瓜对它的作用力大小F=mg+F_合=75N．
故选B．
点评：整体法能减少和避开所求解量，简化解题过程．整体法和隔离法是相辅相成的．
如果问题涉及物体间的相互作用时，隔离法不失为一种有效的解题方法．