Question

【題目】英國(guó)特技演員史蒂夫·特魯加里亞曾飛車挑戰(zhàn)世界最大環(huán)形車道．如圖所示，環(huán)形車道豎直放置，直徑達(dá)12 m，若汽車在車道上以12 m/s恒定的速率運(yùn)動(dòng)，演員與汽車的總質(zhì)量為1 000 kg，重力加速度g取10 m/s2，則（ ）

A．汽車通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，演員處于超重狀態(tài)

B．汽車通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)對(duì)環(huán)形車道的壓力為1.4×104 N

C．若要挑戰(zhàn)成功，汽車不可能以低于12 m/s的恒定速率運(yùn)動(dòng)

D．汽車在環(huán)形車道上的角速度為1 rad/s

Answer 1

【答案】AB

【解析】

試題分析：汽車通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，加速度的方向豎直向上指向圓心，故汽車受到的合外力的方向也指向圓心，所以汽車中的演員處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)A正確；設(shè)汽車通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)環(huán)形車道的壓力為F，則F=m－mg=1000kkg×（－10m/s2）=1.4×104 N，選項(xiàng)B正確；因?yàn)槠�車�?2m/s的速度在車道上行駛時(shí)，在最高點(diǎn)時(shí)車道對(duì)它有向下的壓力，故可以判斷出，當(dāng)車道對(duì)它的壓力為0時(shí)，汽車的速度會(huì)低于12m/s，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；汽車的環(huán)形車道上的角速度為ω==2 rad/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

【名師點(diǎn)晴】物體做豎直方向的圓周運(yùn)動(dòng)，然后通過(guò)對(duì)物體的受力分析、通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小、角速度的大小、在最低點(diǎn)是否超重等問(wèn)題展開(kāi)討論，所以該題的難度中等，需要我們先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，然后利用牛頓第二定律解決。