Question

如下圖所示，質(zhì)量一定的汽車以速度v沿半徑為r的水平彎道軌彎．已知汽車的重心距水平地面的高度為h，內(nèi)、外側(cè)兩輪間的距離為b．由于汽車重心與地面對(duì)汽車摩擦力f的作用線有一定的距離h，摩擦力就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)使汽車向外翻轉(zhuǎn)的力矩fh．在下列情況中，外側(cè)輪胎受到地面對(duì)它的彈力會(huì)增大的是

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A．當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎的速率v增大時(shí)

B．當(dāng)彎道的半徑r增大時(shí)

C．當(dāng)汽車的重心離地面高度h增大時(shí)

D．當(dāng)內(nèi)側(cè)輪與外側(cè)輪間距離b增大時(shí)

Answer 1

答案：AC
解析：

解析　本題的求解目標(biāo)是“外側(cè)輪胎受到地面對(duì)它的彈力會(huì)增大”的可能情形，那么，只要通過(guò)求得該彈力的定量表達(dá)式，尋找出影響到該彈力的有關(guān)因素，即可解決問(wèn)題．但如果循著這一思路，讀者很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)不勝其煩． 　　為轉(zhuǎn)變思路創(chuàng)造條件，我們不妨對(duì)汽車進(jìn)行受力分析，汽車共受四個(gè)力的作用，分別是：汽車的重力G，內(nèi)、外側(cè)輪子所受的兩個(gè)彈力、，地面對(duì)兩個(gè)輪子的摩擦力Ff，如下圖所示． 　　由豎直方向的平衡條件可得 　　＋＝mg． 　　由上式可知，當(dāng)增大時(shí)，將減�。�生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，汽車在彎道上如果發(fā)生翻車，必是向外翻，即當(dāng)減小至零時(shí)，所以，求解“外側(cè)輪胎受到地面對(duì)它的彈力會(huì)增大”的可能情形，實(shí)質(zhì)上即是求解更容易發(fā)生翻車的情形． 　　顯然，常識(shí)告訴我們：當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎的速率v越大時(shí)，或汽車的重心離地面高度h越大時(shí)，汽車越容易發(fā)生翻車事故；而當(dāng)內(nèi)側(cè)輪與外側(cè)輪間距離b越大時(shí)，或彎道的半徑r越大時(shí)，汽車在路面上行駛就越穩(wěn)定． 　　另外，也可根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析，由汽車作圓周運(yùn)動(dòng)的條件得 　　Ff＝． 　　由上式可得：彎道的半徑r增大時(shí)，F(xiàn)f就減小，摩擦力產(chǎn)生的使汽車向外翻轉(zhuǎn)力矩Ffh就減��；而當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎的速率v增大時(shí)，F(xiàn)f就增大，摩擦力產(chǎn)生的使汽車向外翻轉(zhuǎn)力矩Ffh就增大． 　　又當(dāng)汽車的重心離地面高度h增大時(shí)，摩擦力產(chǎn)生的使汽車向外翻轉(zhuǎn)力矩Ffh就增大；當(dāng)內(nèi)側(cè)輪與外側(cè)輪間距離b增大時(shí)，汽車重力產(chǎn)生的阻礙翻轉(zhuǎn)的力矩G·就增大． 　　綜上所述，正確選項(xiàng)是A、C．