Question

20．一輛質(zhì)量為m的汽車拐彎，拐彎路段是半徑為R的圓弧，車速為v₀，重力加速度為g，汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，如果彎道路面是水平面時(shí)：
（1）分析汽車此時(shí)的受力情況，并畫出其受力圖？
（2）判斷汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力由什么力來提供？
（3）計(jì)算汽車此時(shí)所受到的摩擦力的大��？
（4）若汽車速度足夠大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么危險(xiǎn)情況？

Answer 1

分析 汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)，靠靜摩擦力提供向心力，拐彎時(shí)不產(chǎn)生橫向滑動(dòng)，汽車所需要的向心力不超過最大靜摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律求出最大速度．

解答 解：（1、2）汽車在水平路面上拐彎，可視為汽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受到重力，支持力以及靜摩擦力，其向心力是車與路面間的靜摩擦力提供，
受力圖如圖所示：

（3）摩擦力提供向心力，則有f=m$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{R}$，
（4）若汽車速度足夠大時(shí)，最大靜摩擦力不足以提供向心力，則汽車做離心運(yùn)動(dòng)．
答：（1）汽車此時(shí)受到重力、支持力、靜摩擦力，受力圖如圖所示；
（2）汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力由靜摩擦力提供；
（3）汽車此時(shí)所受到的摩擦力的大小為m$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{R}$；
（4）若汽車速度足夠大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)離心現(xiàn)象．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道汽車在水平路面上拐彎靠靜摩擦力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．