Question

16．一輛汽車在水平地面上轉(zhuǎn)彎時(shí)，地面的摩擦力已達(dá)到最大，當(dāng)這輛汽車速率增為原來(lái)的2倍時(shí)，則為避免發(fā)生事故，它在同樣地面轉(zhuǎn)彎的軌道半徑應(yīng)該（　�。�

• A． 減為原來(lái)的$\frac{1}{2}$
• B． 減為原來(lái)的$\frac{1}{4}$
• C． 增為原來(lái)的2倍
• D． 增為原來(lái)的4倍

Answer 1

分析 在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所需的向心力是有摩擦力提供，根據(jù)汽車以某一速率在水平地面上勻速率轉(zhuǎn)彎時(shí)，地面對(duì)車的側(cè)向摩擦力正好達(dá)到最大，可以判斷此時(shí)的摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力的大小，當(dāng)速度增大時(shí)，地面所提供的摩擦力不能增大，所以此時(shí)只能增加軌道半徑來(lái)減小汽車做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力．

解答 解：在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所需的向心力是有摩擦力提供，根據(jù)汽車以某一速率在水平地面上勻速率轉(zhuǎn)彎時(shí)，地面對(duì)車的側(cè)向摩擦力正好達(dá)到最大，可以判斷此時(shí)的摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力的大小，根據(jù)牛頓第二定律得：
μmg=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
當(dāng)速度增大兩倍時(shí)，地面所提供的摩擦力不能增大，所以此時(shí)只能增加軌道半徑來(lái)減小汽車做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力．
根據(jù)牛頓第二定律得：
μmg=m$\frac{{（2v）}^{2}}{r}$
由兩式解得：r=4R
故選：D

點(diǎn)評(píng) 汽車轉(zhuǎn)彎問(wèn)題對(duì)日常生活有指導(dǎo)意義，當(dāng)轉(zhuǎn)彎半徑越小時(shí)，汽車所能達(dá)到的最大速度越�。�