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一辆质量m=2.0×103kg的汽车,经过半径r=50m的水平弯路.则:
(1)当汽车的速率v=10m/s时,需要的向心力为多大?
(2)若汽车轮胎与路面间的最大静摩擦力Fm=1.2×104N,为了使这辆车通过此段弯路时不发生侧滑,行驶速率的极限为多大?
(3)试分析,在F1方程式赛车中,如果仅从安全角度考虑,转弯时赛车手应选择内侧车道还是外侧车道?
(1)汽车做匀速圆周运动,向心力为:
Fn=m
v2
r
=2.0×103×
102
50
=4.0×103N;
(2)汽车做匀速圆周运动,静摩擦力提供向心力,当静摩擦力达到最大时,汽车的速度达到最大,根据牛顿第二定律,有:
Fm=m
vm2
r

解得:
vm=
Fmr
m
=
1.2×104×50
2×103
=10
3
m/s;
(3)在F1方程式赛车中,如果仅从安全角度考虑,根据公式Fn=m
v2
r
,转弯半径越大,需要的向心力越小,越安全,故要在外侧车道转弯;
答:(1)当汽车的速率v=10m/s时,需要的向心力为4.0×103N;
(2)行驶速率的极限为10
3
m/s;
(3)在F1方程式赛车中,如果仅从安全角度考虑,转弯时赛车手应选择外侧车道.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,天车下吊着两个质量都是m的工件AB,系A的吊绳较短,系B的吊绳较长.若天车运动到P处突然停止,则两吊绳所受的拉力FAFB的大小关系为:
A. FA>FB    B.FA<FB
C.FAFBmgD.FAFB>mg

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在匀速转动的圆盘上,沿半径方向放置以细线相连的质量均为m的A、B两个小物块,A离轴心=20cm,B离轴心=30cm,A、B与盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0.4倍.求:

(1)当细线上出现张力时,圆盘转动的角速度=?
(2)欲使A、B与盘面间不发生相对滑动,则盘转动的最大角速度多大?(g=10m/)
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在竖直平面内有一半径R=5m的四分之一粗糙圆弧轨道与一倾角为θ=37°的斜面相连,现有一质量m=0.9kg的小球(可视为质点),从圆弧轨道顶端A点由静止滑下,至轨道底端B点时水平飞出,最后刚好落到斜面底端C处,已知斜面顶端至地面高h=5m,取g=10m/s2、sin37.=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)小球对圆弧轨道底端B点的压力
(2)小球从圆弧轨道顶端A点滑到底端B点过程中克服摩擦力做的功.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,长为L=0.5m的轻杆OA绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动,A端连着一个质量为m=2kg的小球,取g=10m/s2
(1)如果小球的速度为3m/s,求在最低点时杆对小球的拉力为多大?
(2)如果在最高点杆对小球的支持力为4N,求杆旋转的角速度为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在普通的公路上常有一些凸形和凹形的路面,如图所示,一质量为m的汽车,通过凸形路面的最高处时对路面的压力为N1,通过凹形路面的最低处时对路面的压力为N2,则关于N1、N2和重力mg的关系正确的是(  )
A.N1=N2=mgB.Nl<mgC.N1>mgD.N2<mg

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球,细线的上端都系于O点.设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动.已知L1跟竖直方向的夹角为60°,L2跟竖直方向的夹角为30°,下列说法正确的是(  )
A.细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为
3
:1
B.小球m1和m2的角速度大小之比为
3
:1
C.小球m1和m2的向心力大小之比为3:1
D.小球m1和m2的线速度大小之比为3
3
:1

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

汽车在水平地面上转弯,地面对车的摩擦力已达到最大值.当汽车的速率加大到原来的二倍时,若使车在地面转弯时仍不打滑,汽车的转弯半径应(  )
A.增大到原来的二倍B.减小到原来的一半
C.增大到原来的四倍D.减小到原来的四分之一

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

轻绳的一端系一小球,在竖直平面内做圆周运动,半径为L,如果小球在通过圆周最低点时绳的拉力恰好等于小球重力的7倍,那么球在通过圆周最高点的速度大小等于(  )
A.
gL
B.
2gL
C.
4gL
D.
5gL

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