题目内容

1.赛车在倾斜的轨道上转弯如图所示,弯道的倾角为θ=30°,半径为$R=40\sqrt{3}m$,取g=10m/s2,则下列说法中正确的是(  )
A.当赛车为v=10m/s时,车轮受到沿路面向外侧的摩擦力
B.当赛车为v=30m/s时,车轮不受沿路面侧外的摩擦力
C.当赛车为v=50m/s时,车轮受到沿路面向内侧的摩擦力
D.当赛车为v=70m/s时,车轮不受沿路面侧向的摩擦力

分析 根据牛顿第二定律不受摩擦力时,靠重力和支持力的合力提供向心力得出速度的大小,从而通过速度比较,分析赛车车轮所受的摩擦力方向.

解答 解:赛车完全不依靠摩擦力转弯时所需的向心力由重力和路面的支持力的合力提供,力图如图.
根据牛顿第二定律得:
mgtanθ=m$\frac{{v}^{2}}{R}$,
解得v=$\sqrt{gRtanθ}=\sqrt{10×40\sqrt{3}×\frac{\sqrt{3}}{3}}$m/s=20m/s,
A、当赛车为v=10m/s时,重力和支持力的合力大于所需的向心力,则车轮受到沿路面向外侧的摩擦力,故A正确.
B、当赛车为v=30m/s时,重力和支持力的合力不够提供向心力,则车轮受到沿路面向内侧的摩擦力,故B错误.
C、当赛车为v=50m/s时,重力和支持力的合力不够提供向心力,车轮受到沿路面向内侧的摩擦力,故C正确.
D、当赛车为v=70m/s时,重力和支持力的合力不够提供向心力,车轮受到沿路面向内侧的摩擦力,故D错误.
故选:AC.

点评 本题运用牛顿第二定律分析生活中的圆周运动,考查物理联系实际的能力,关键是分析物体受力情况,确定向心力的来源

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