题目内容
【题目】英国特技演员史蒂夫·特鲁加里亚曾飞车挑战世界最大环形车道.如图所示,环形车道竖直放置,直径达12 m,若汽车在车道上以12 m/s恒定的速率运动,演员与汽车的总质量为1 000 kg,重力加速度g取10 m/s2,则( )
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A.汽车通过最低点时,演员处于超重状态
B.汽车通过最高点时对环形车道的压力为1.4×104 N
C.若要挑战成功,汽车不可能以低于12 m/s的恒定速率运动
D.汽车在环形车道上的角速度为1 rad/s
【答案】AB
【解析】
试题分析:汽车通过最低点时,加速度的方向竖直向上指向圆心,故汽车受到的合外力的方向也指向圆心,所以汽车中的演员处于超重状态,选项A正确;设汽车通过最高点时,对环形车道的压力为F,则F=m
-mg=1000kkg×(
-10m/s2)=1.4×104 N,选项B正确;因为汽车以12m/s的速度在车道上行驶时,在最高点时车道对它有向下的压力,故可以判断出,当车道对它的压力为0时,汽车的速度会低于12m/s,故选项C错误;汽车的环形车道上的角速度为ω=
=2 rad/s,选项D错误。
【名师点晴】物体做竖直方向的圆周运动,然后通过对物体的受力分析、通过最高点时的速度大小、角速度的大小、在最低点是否超重等问题展开讨论,所以该题的难度中等,需要我们先对物体进行受力分析,然后利用牛顿第二定律解决。
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