汽车做圆周运动速度和里程变化(水平面内的圆周运动-汽车过弯问题)
水平汽车过弯的向心力来源于地面提供的摩擦力
倾斜汽车过弯的向心力来源支持力与摩擦力的合力
水平面内过弯的分析方法
这类问题的特点是
(1)运动轨迹是圆且在水平面内;
(2)向心力的方向水平,竖直方向的合力为零.
解答此类问题的方法
(1)对研究对象受力分析,确定向心力的来源;
(2)确定圆周运动的圆心和半径;
(3)应用相关力学规律列方程求解.
例题分析
【题目】冰面对滑冰运动员的最大摩擦力为其重力的k倍,在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员,若仅依靠摩擦力来提供向心力而不冲出圆形滑道,其运动的速度应满足( )
【分析】若仅靠摩擦力提供向心力而不冲出滑道,即
【题目】随着经济的持续发展,人民生活水平的不断提高,近年来我国私家车数量快速增长,高级和一级公路的建设也正加速进行,为了防止在公路弯道部分由于行车速度过大而发生侧滑,常将弯道部分设计成外高内低的斜面.如果某品牌汽车的质量为m,汽车行驶时弯道部分的半径为r,汽车轮胎与路面的动摩擦因数为μ,路面设计的倾角为θ,如图所示.(重力加速度g取10 m/s2)
(1)为使汽车转弯时不打滑,汽车行驶的最大速度是多少?
(2)若取sinθ= 1/20 , r=60 m,汽车轮胎与雨雪路面的动摩擦因数为μ=0.3,则弯道部分汽车行驶的最大速度是多少?
【分析】】(1)汽车受力分析如图所示
水平方向
竖直方向
又因为
整理得出
(2)带入数值可得出速度为
核心要点突破:
(1)对汽车进行受力分析,确定汽车受到哪几个力作用.
(2)根据平衡条件和圆周运动所需向心力,利用正交分解列方程求解.
我是方哥
一个不太出名但是又有点理想的物理老师
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