题文
某高速公路转弯处,弯道半径R=100m,汽车轮胎与路面问的动摩擦因数为μ=0.8,路面要向圆心处倾斜,汽车若以v=15m/s的速度行驶时.
(1)在弯道上没有左右滑动趋势,则路面的设计倾角θ应为多大(求出θ的某个三角函数值即可)?
(2)若θ=37°,汽车的质量为2000kg,当汽车的速度为30m/s时车并没有发生侧向滑动,求此时地面对汽车的侧向摩擦力的大小和方向.(g=10m/s2,sin37°=0.6)

题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)汽车转弯时由牛顿第二定律得:mgtanθ=mv2R
得tanθ=v2gR=0.225
(2)若汽车所受侧向摩擦力沿斜面向里,对汽车进行受力分析,如图所示:

由正交分解得
f+mgsinθ=macosθ
a=v2R=9m/s2
解方程得f=2400N,说明侧向摩擦力沿斜面向里.
答:(1)在弯道上没有左右滑动趋势,则路面的设计倾角θ应为tanθ=0.225(求出θ的某个三角函数值即可);
(2)此时地面对汽车的侧向摩擦力的大小为2400N,方向沿斜面向里.
解析
v2R
考点
据考高分专家说,试题“某高速公路转弯处,弯道半径R=100m,.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。
滑动摩擦力、动摩擦因数
滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
滑动摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
滑动摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
摩擦力大小的计算方法:




