Question

20．一辆质量为m的汽车拐弯，拐弯路段是半径为R的圆弧，车速为v₀，重力加速度为g，汽车转弯时，如果弯道路面是水平面时：
（1）分析汽车此时的受力情况，并画出其受力图？
（2）判断汽车转弯时的向心力由什么力来提供？
（3）计算汽车此时所受到的摩擦力的大小？
（4）若汽车速度足够大时，会出现什么危险情况？

Answer 1

分析 汽车在水平路面上转弯时，靠静摩擦力提供向心力，拐弯时不产生横向滑动，汽车所需要的向心力不超过最大静摩擦力，根据牛顿第二定律求出最大速度．

解答 解：（1、2）汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，受到重力，支持力以及静摩擦力，其向心力是车与路面间的静摩擦力提供，
受力图如图所示：

（3）摩擦力提供向心力，则有f=m$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{R}$，
（4）若汽车速度足够大时，最大静摩擦力不足以提供向心力，则汽车做离心运动．
答：（1）汽车此时受到重力、支持力、静摩擦力，受力图如图所示；
（2）汽车转弯时的向心力由静摩擦力提供；
（3）汽车此时所受到的摩擦力的大小为m$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{R}$；
（4）若汽车速度足够大时，会出现离心现象．

点评 解决本题的关键知道汽车在水平路面上拐弯靠静摩擦力提供圆周运动的向心力，难度不大，属于基础题．