Question

如圖所示，一輛裝滿貨物的汽車在丘陵地區行駛，由于輪胎太舊，途中“放了炮”，你認為在圖中A、B、C、D四處，“放炮”可能性最大處是（　　）

A．A處

B．B處

C．C處

D．D處

Answer 1

分析：當輪胎受到的地面的支持力最大，最可能“放炮”．以汽車為研究對象，根據牛頓運動定律分析汽車在四個位置受到的地面的支持力的大小，判斷在哪個位置最容易放炮．

解答：解：汽車經過丘陵的高處時，向心加速度向下，汽車處于失重狀態，地面對汽車的支持力小于重力，而當汽車經過丘陵的高處時，向心加速度向下，汽車處于超重狀態，地面對汽車的支持力大于重力，所以汽車經過圖中B、D兩處受到的支持力大于B、D兩處受到的支持力，B、D兩處容易放炮．
對于B、D兩處，設汽車的質量為m，凹陷處半徑為r，汽車速度大小為v，則由牛頓第二定律得
    N-mg=m

v2

r

得到地面的支持力N=mg+m

v2

r

，在汽車的速率v不變時，半徑r越小，N越大，越容易放炮．圖中D處半徑比B處半徑小，則汽車在D處最容易放炮．
故選D

點評：本題考查運用牛頓運動定律分析實際生活中圓周運動的能力．比較簡單．