专题4.10 行车中的圆周运动
【考纲解读与考频分析】
弯道上行车是可视为圆周运动,是圆周运动的应用,也是高考命题热点。
【高频考点定位】:
道路行车 圆周运动
考点一:行车中的圆周运动
【3年真题链接】
1.(2018年11月浙江选考物理)一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N,当汽车经过半径为80m的弯道时,下列判断正确的是( )
A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B. 汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N
C. 汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑
D. 汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2
【参考答案】D
【名师解析】分析受力只能分析性质力,不能添加效果力,所以汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力,选项A错误;由F=m =2.0×103× N=1.0×104N,选项B错误;汽车转弯的速度为20m/s时,所需向心力1.0×104N,小于路面可提供的最大静摩擦力1.4×104N,汽车不会发生侧滑,选项C错误;由fmax=ma,解得a=7.0m/s2,即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2,选项D正确。
2.(2017年11月浙江选考)如图所示,照片中的汽车在水平路面上做匀速圆周运动,已知图中双向四车道的总宽度约为15m,内车道边缘间最远的距离为150m。假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍,则运动的汽车( )
A、所受的合力可能为零 B、只受重力和地面的支持力作用
C、最大速度不能超过25m/s D、所需的向心力由重力和支持力的合力提供
【参考答案】C
【名师解析】汽车在水平路面上做匀速圆周运动,受到重力、支持力和摩擦力,重力和地面的支持力平衡,摩擦力提供向心力,由0.7mg=mv2/R,R=0.5×150m+15m=90m,联立解得最大速度v=25m/s,选项C正确。
3. (2016高考浙江理综物理).如图所示为赛车场的一个“梨形”赛道,两个弯道分别为半径R=90m的大圆弧和r=40m的小圆弧,直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O、O' 距离L=100m。赛车沿弯道路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍,假设赛车在直道上做匀变速直线运动,在弯道上做匀速圆周运动,要使赛车不打滑,绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大,重力加速度g=10m/s2,π=3.14)( )
A.在绕过小圆弧弯道后加速 B.在大圆弧弯道上的速率为45 m/s
C.在直道上的加速度大小为5.63 m/s2 D.通过小圆弧弯道的时间为5.85 s