1. 如图所示,半径为R,表面光滑的半圆柱体固定于水平地面,其圆心在O点.位于竖 直面内的曲线轨道AB的底端水平,与半圆柱相切于圆柱面顶点B.质量为m的小滑块沿轨道滑至B点时的速度大小为 ,方向水平向右,滑块在水平地面上的落点为C(图中未画出),不计空气阻力,则( )
A.滑块将沿圆柱体表面始终做圆周运动滑至C点
B.滑块将从B点开始作平抛运动到达C点
C.OC之间的距离为 R
D.OC之间的距离为R
【解答】解:A在最高点B,根据牛顿第二定律有:mg﹣N= ,解得N=0.知小球在最高点B仅受重力,有水平初速度,做平抛运动.故A错误,B正确.
C、根据R= 得:t= ,则水平位移x=vt= .故C正确,D错误.
故选BC.
2. 在用高级沥青铺设的高速公路上,汽车的设计时速是108km/h.汽车在这种水平路面上行驶时,它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍,试求:
(1)如果汽车在这种高速路的水平路面弯道上转弯,其弯道的最小半径是多少?
(2)如果弯道的路面设计为倾斜,弯道半径为360m,要使汽车通过此弯道时不产生侧向摩擦力,则弯道路面的倾斜角度是多少?(用三角函数表示)
【解答】解:(1)汽车在水平路面上转弯时,可视为匀速圆周运动,其向心力由汽车与路面间的静摩擦力提供,当静摩擦力达到最大值时,对应的半径最小r,
有fm=0.6mg=
又 υ=30m/s
解得:r=150m
故弯道的最小半径为150m.
(2)设弯道倾斜角度为θ,汽车通过此弯道时向心力由重力及支持力的合力提供,有
解得弯道路面倾斜角度的正切值:.