4、(多选)一质量为 2.0×103 kg 的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的最大静摩擦力为 1.6×104 N,当汽车经过半径为 100 m 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 30 m/s 时所需的向心力为 1.6×104 N
C.汽车转弯的速度为 30 m/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 8.0 m/s2
解析:选 CD.汽车在水平面转弯时,做圆周运动,重力与支持力平衡,侧向静摩擦力 提供向心力,不能说受到向心力,故 A 错误;如果车速达到 30 m/s,需要的向心力 F= mvr2=2.0×103×130002 N=1.8×104 N,故 B 错误;最大静摩擦力 f=1.6×104 N,则 F>f, 所以汽车会发生侧滑,故 C 正确;最大加速度为:a=mf =12.6××110034 m/s2=8.0 m/s2,故 D 正确.
解:由mg m v2 可知:v gr 9.8 64001000m / s 7.9km / s r
2、航天器在近地轨道的运动,航天员在航天器中绕地球做匀速圆周运动时,只受地球引力,
引力为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需的向心力
F引
=m
v2 r
①对航天器而言,在近地轨道可认为地球的万有引力等于其重力,重力充当向心力,满足
mg
,当绳子或轨道对小球没有力的作用:
mg=
m
v2 R
→
v
临界=
Rg (可理解为恰好转过或恰好转不过的速度)
在最高点时:
(1)v= gr时,拉力或压力为零.小球在最高点的临界速度
(2)v> gr时,物体受向下的拉力或压力,并且随速度的增大而增大.